[實用新型]傳熱橋式沖淤傳感器

有效

• 申請號: 201320522768.6
• 申請日: 2013-08-24
• 公開（公告）號: CN203405261U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 丁勇
• 申請（專利權）人: 丁勇
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種水利工程監測裝置，具體涉及一種傳熱橋式沖淤傳感器。

背景技術

在水利、取排水、海河岸堤壩防護、橋梁、海洋平臺等工程中，水流的沖刷對結構造成破壞的現象相當普遍。結構物地基往往由于水流的沖蝕而使得其強度降低，給結構物的安全帶來隱患。因為水流的沖刷都在水下，一般很難及時發現，而結構物一旦由于沖刷產生破壞時，往往導致都是諸如垮塌等惡性事故，危及廣大人民群眾的財產和生命安全。

熱量散失速度與所處環境密切相關，水體環境要比土體環境更容易散熱，且散熱速度與水流速度呈正相關性。根據土體與水體在散熱性能方面的差異，本實用新型提供一種新型的傳感器，測量沖淤深度，進而實現沖淤狀態的自動實時監測。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種傳熱橋式沖淤傳感器，基于水體和土體中熱量散失速度不同的原理，通過測量傳感器所處環境的熱量散失速度來區分水體和土體，用以監測水下沖淤變化，具有高精確度、高耐久性、制作簡單、成本低等優勢。

實現本實用新型目的的技術解決方案為：

傳感器包括電線、密封層、加熱塊、不銹鋼管、隔溫層、溫度探頭、信號線。不銹鋼管內中部裝有一段隔溫層。在隔溫層一端安裝加熱塊，并連接電線引出；另一端安裝溫度探頭，并連接信號線引出。在不銹鋼管兩側填塞密封層防水密封。

本實用新型的傳感器工作原理和方法如下：

熱源與感溫點分別位于傳熱橋兩端，熱源散發出的熱量經過傳熱橋傳至感溫點，傳熱橋在傳熱過程中會有熱量向周圍環境散失，根據所處環境不同，熱量散失的速度也有所不同——當傳熱橋所處的環境為水體時，熱量散失速度與水流速度呈正相關性，且明顯大于土體環境。本實用新型中，加熱塊作為熱源使用，不銹鋼管作為傳熱橋，將熱量傳遞給溫度探頭（感溫點）。輸入額定電流使加熱塊持續發熱，加熱塊的熱量通過不銹鋼管傳遞給溫度探頭。加熱過程中，熱量散失速度越大，溫度探頭的溫度變化就越慢，溫度變化幅度也越小；通過測量溫度探頭在加熱過程中的溫度變化速度和幅度，就可以區分傳感器所處環境是水體或者土體。將若干只傳感器安裝在同一地點的不同深度位置，能夠區分出水體與土體的分界面，最終確定沖淤深度。

本實用新型與現有技術相比，其顯著優點：

(1)本實用新型的測量原理簡單可靠：本實用新型的傳感器會感應到溫度變化，通過測量傳感器內溫度探頭的溫度變化速度和幅度，可以確定傳感器在水體中還是在土體中，最終確定泥面位置；這種監測方法，不受水流變化等因素干擾，數據精確穩定；

(2)本實用新型的傳感裝置制作工藝簡單，安裝方便，有廣闊的應用前景和良好的經濟效益；

(3)本實用新型的測試精度高，其測試精度可達0.2m，并且可以根據具體要求改變精度，其精度主要可以通過改變傳感器數量以及間距大小實現；

(4)本實用新型無需對安裝位置進行限制，只要確保監測時至少有兩個不同深度的傳感器分別在水體和土體中即可確定泥面位置；

(5)本實用新型可對多個監測點同時進行沖刷監測，可按照監測需求，在多個監測點安裝本實用新型的傳感器，實現區域性整體沖刷監測。

附圖說明

圖1為傳感器結構示意圖。

圖2為傳感器靠岸式安裝示意圖。

圖3為傳感器離岸式安裝示意圖。

圖中各標號：固定架11，傳感器12，電線121，密封層122，加熱塊123，不銹鋼管124，隔溫層125，溫度探頭126，信號線127，連接件2，錨碇3，卡槽31。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步詳細描述。

結合圖1，傳感器12包括電線121、密封層122、加熱塊123、不銹鋼管124、隔溫層125、溫度探頭126、信號線127。不銹鋼管124內中部裝有一段隔溫層125。在隔溫層125一端安裝加熱塊123，并連接電線121引出；另一端安裝溫度探頭126，并連接信號線127引出。在不銹鋼管124兩側填塞密封層122防水密封。

上述傳感器12制作方法，包括以下幾個步驟：

（a1）在不銹鋼管124內中部安裝一段隔溫層125；

（a2）在隔溫層125一端安裝加熱塊123，在加熱塊123上連接電線121并引出；

（a3）在隔溫層125另一端安裝溫度探頭126，在溫度探頭126上連接信號線127并引出；

（a4）在不銹鋼管124兩端填塞密封層122防水密封。

本實用新型的傳感器12工作原理和方法如下：