[實用新型]水工隧洞實時水錘監測結構

有效

• 申請號: 201920797920.9
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN210049938U
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 張俊杰;張鐸;郝明;趙陽;梅星;周楷;周克明;施曉萍;雷雨;施明淵
• 申請（專利權）人: 水利部南京水利水文自動化研究所;江蘇南水科技有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 32206 南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人: 葉涓涓

本實用新型公開了一種水工隧洞實時水錘監測結構，包括水壓力傳感器、高速光纖光柵解調儀，所述水壓力傳感器與高速光纖光柵解調儀通過光纖尾纜連接，水壓力傳感器安裝在隧洞空腔內，水壓力傳感器通過卡箍和緊固件固定在空腔底部，空腔頂部自內向外固定有土丁布和網狀鋼罩。本實用新型采用FBG水壓力傳感器，精度滿足水錘監測需求，光纖光柵解調儀具有足夠高的數據采集頻率，能夠可靠地獲得水錘傳播、衰減的完整過程。傳感器安裝在隧洞仰拱空腔內，避免了水流沖刷，提高所測水壓力的準確度；空腔上方覆蓋密目網鋼罩和土工布，保證監測設備安全的同時，使水壓能正常傳遞至傳感器探頭。

技術領域

本實用新型屬于水利工程安全監測技術領域，涉及一種水工隧洞實時水錘監測結構。

背景技術

目前國內修建了大量的水工隧洞，隨著隧洞建設朝著長距離，大埋深，高水頭等方向發展，隧道的結構安全監測也顯得更加重要，而水錘是隧道運行期最常見的一種破壞因素。

水錘是指由于某種外界原因(如閥門突然關閉、水泵機組突然停機等)，使得流速發生突然變化，從而引起壓強急劇升高和降低的交替變化。在水工隧洞運行過程中，可能形成的水錘有啟動水錘，停泵水錘，關閥水錘等，可以認為，在隧洞進出水口的任何閘門、泵閥操作，都將引起隧洞內的水錘現象。因此，引水隧洞中水錘的監測十分重要。

目前在大型水工隧洞工程中，水錘監測尚未形成完善、可靠的監測系統。部分水錘監測設備造價昂貴，安裝難度大，在實際工程中運用較少。因此，現有技術中尚缺乏安全可靠且性價比高的水錘檢測設備。

發明內容

為解決上述問題，本實用新型公開了一種水工隧洞實時水錘監測結構，適用于大型水工隧洞中的水錘監測，安裝方便、運行可靠。

為了達到以上目的，本實用新型提供如下技術方案：

水工隧洞實時水錘監測結構，包括水壓力傳感器、高速光纖光柵解調儀，所述水壓力傳感器與高速光纖光柵解調儀通過光纖尾纜連接，水壓力傳感器安裝在隧洞空腔內，水壓力傳感器通過卡箍和緊固件固定在空腔底部，空腔頂部自內向外設置有土丁布和網狀鋼罩。

進一步的，所述光纖尾纜一端與水壓力傳感器連接，另一端穿過水位測管后與高速光纖光柵解調儀連接。

進一步的，所述光纖尾纜通過FC/APC接頭接入光纖光柵解調儀。

進一步的，所述水壓力傳感器為FBG水壓力傳感器。

進一步的，所述隧洞空腔位于集渣坑下游。

進一步的，所述網狀鋼罩為密目網鋼罩。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和有益效果：

1.采用FBG水壓力傳感器，精度滿足水錘監測需求，光纖光柵解調儀具有足夠高的數據采集頻率，能夠可靠地獲得水錘傳播、衰減的完整過程；采集頻率1～100Hz可調，能獲取捕捉到最完整的水錘過程數據，光纖光柵解調儀能實現監測數據和成果的實時上傳，移動端和PC端的遠程訪問。

2.傳感器安裝在隧洞仰拱空腔內，避免了水流沖刷，提高所測水壓力的準確度；空腔上方覆蓋密目網鋼罩和土工布，保證監測設備安全的同時，使水壓能正常傳遞至傳感器探頭。

3.整套結構安裝便捷，且便于拆卸維護，隨裝隨用，隨拆隨走，便于推廣和應用，對于實時水錘監測技術在水工隧洞的運行安全監測中具有舉足輕重的作用。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的水工隧洞實時水錘監測結構整體示意圖。

圖2為空腔部分結構示意圖。

圖3為空腔安裝俯視圖。

圖4為密目網鋼罩俯視圖。