[實用新型]一種橡膠壩震動形變及動態(tài)溢流水位監(jiān)測裝置

有效

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• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN203785705U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 楊震威;崔偉;張明廣
• 申請（專利權(quán)）人: 山東康威通信技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種橡膠壩震動形變及動態(tài)溢流水位監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

隨著我國水利建設事業(yè)的發(fā)展橡膠壩作為一種新穎的壩型在營造濱水景觀改善沿河小氣候方面具有獨特的優(yōu)勢得到了越來越多的應用時橡膠壩的使用仍存在一定缺陷比如壩袋的振動問題橡膠壩壁薄性柔溢流時由于水流的不穩(wěn)定性易誘發(fā)壩袋振動它比一般結(jié)構(gòu)的振動更為復雜壩袋振動易導致其磨損甚至發(fā)生脫層撕裂嚴重的還會破壞整個壩體。

雖然橡膠壩已經(jīng)存在很多年，但對橡膠壩的安全運行及橡膠壩基安全監(jiān)測技術(shù)一直沒有實質(zhì)性進展。因此監(jiān)控其壩頂溢流水位高度、壩體振動幅度與振動頻率，一旦發(fā)生險情及時聯(lián)動調(diào)整壩高或塌壩過流。橡膠壩只有做到了安全運行，才能為城區(qū)的環(huán)境美化起到踴躍的增進作用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為了解決上述問題，提出了一種橡膠壩震動形變及動態(tài)溢流水位監(jiān)測裝置，該裝置通過對橡膠壩的振動頻率、振動幅度、溢流水位高度、壩袋內(nèi)壓、滲流壓力多個數(shù)據(jù)進行分析診斷，提前進行安全預警。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種橡膠壩震動形變及動態(tài)溢流水位監(jiān)測裝置，包括單片機、水位采集單元、溫濕度傳感器、陀螺儀傳感器、加速度傳感器；其中，水位采集單元包括采集橡膠壩壩頂動態(tài)溢流水位高度的高精度水位采集單元和采集橡膠壩壩體的滲流壓力的壓力式水位采集單元，兩者與單片機單向通信，溫濕度傳感器、陀螺儀傳感器、加速度傳感器與單片機雙向通信，單片機連接有提供電源的供電模塊。

所述單片機連接有雙晶振電路單元、RTC時鐘看門狗芯片和F-RAM鐵電存儲器。

所述陀螺儀傳感器為三軸MEMS陀螺儀傳感器。

所述加速度傳感器為三軸加速度傳感器。

所述單片機設有實現(xiàn)與上位機數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)總線接口單元。

本實用新型的有益效果為：

通過本實用新型的實施，可以實現(xiàn)對橡膠壩震動形變及動態(tài)溢流水位監(jiān)測分析，預警監(jiān)測裝置的三軸加速度計與三軸陀螺儀采集矢量振動頻率、振動幅度和旋轉(zhuǎn)角度，通過水位傳感器采集壩頂溢水高度、壩袋內(nèi)部水壓及壩基滲水壓力，將多數(shù)據(jù)融合后導入三維動畫引擎實時還原現(xiàn)場的橡膠的工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常上位機將產(chǎn)生預警信息，同時將自動彈出視頻監(jiān)控畫面與現(xiàn)場3D模擬畫面供工作人員分析診斷橡膠壩的工作情況。這種監(jiān)控方法直觀、準確、快速，不僅大大加快了預警響應時間，而且大大提高了突發(fā)預警的準確度，降低了水利用戶在汛期橡膠壩的使用風險。本監(jiān)控終端整體采用免維護設計方案，工作穩(wěn)定可靠，安裝結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，設備成本較低，性價比高。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1.低功耗遠程供電模塊，2.雙晶振電路單元，3.RTC時鐘看門狗芯片，4.F-RAM鐵電存儲器，5.工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線接口單元，6.低功耗MCU單元，7.壓力式水位采集單元，8.高精度水位采集單元，9.溫濕度傳感器，10.三軸MEMS陀螺儀傳感器，11.三軸加速度傳感器。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種橡膠壩震動形變及動態(tài)溢流水位監(jiān)測裝置，以下簡稱預警監(jiān)測裝置，采用低功耗MCU單元6做控制核心，采用三軸加速度傳感器芯片采集橡膠壩振動頻率、振動幅度及瞬間水平傾斜角度，采用三軸MEMS陀螺儀傳感器10采集橡膠壩某位置的旋轉(zhuǎn)角加速度；通過高精度水位采集單元8采集橡膠壩壩袋溢流水位高度，通過壓力式水位采集單元7采集橡膠壩壩體的滲流壓力；內(nèi)部集成溫濕度傳感器9監(jiān)控終端內(nèi)部是否有漏水或濕度過高，同時檢測現(xiàn)場環(huán)境溫度。

預警監(jiān)測裝置上電后首先進行系統(tǒng)初始化工作，自動載入三軸陀螺儀與三軸加速度計的校正偏移量及各個傳感器的報警閥值，為后續(xù)精確采集做準備。

預警監(jiān)測裝置進入自動載入工作模式后，系統(tǒng)默認以實時高速在線采集模式運行，預警監(jiān)測裝置的低功耗MCU單元6以高頻晶振提供的時鐘運行，并與上位機建立實時數(shù)據(jù)鏈路，實時調(diào)度各種傳感器進行數(shù)據(jù)采集，集成工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線接口，實現(xiàn)與上位機的數(shù)據(jù)交互。

預警監(jiān)測裝置與上位機通信中斷時，低功耗MCU單元6控制F-RAM鐵電存儲器4按照實時RTC時鐘看門狗芯片3提供的準確時間將傳感器的采集數(shù)據(jù)記錄下來，待通信正常時自動上傳記錄數(shù)據(jù)或人工進行數(shù)據(jù)讀取。