專利名稱：大壩雙金屬標位移自動化監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監(jiān)測水壩壩體基礎垂直位移情況的儀器，即大壩雙金屬標位 移自動化監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，按照《混凝土壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》-DL/T5178-2003規(guī)定，I級建 筑物壩基應該具有傾斜和位移監(jiān)測項目。為了監(jiān)視壩段大斷層運行狀態(tài)，通常采用激光準 直、傾斜儀等方法，需人工定時定期巡視檢查，且系統(tǒng)建設費用較高，觀測人員勞動強度大， 并且不能及時、準確采集數(shù)據(jù)，無法保證大壩安全穩(wěn)定運行。

實用新型內容本實用新型的目的是針對上述不足而提供一種保證大壩安全運行，對壩基垂直位 移實時自動化監(jiān)測的大壩雙金屬標位移自動化監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型的技術解決方案是大壩雙金屬標位移自動化監(jiān)測系統(tǒng)包括自動化數(shù) 據(jù)采集裝置、信息管理系統(tǒng)。所述的自動化數(shù)據(jù)采集裝置包括埋設在壩基上測點基座上的 測點箱，測點箱內固定有保護管，保護管內固定有鋁管標和鋼管標，鋁管標和鋼管標分別與 位移傳感器連接。信息管理系統(tǒng)包括上位機、轉發(fā)器和下位機；上位機由數(shù)據(jù)采集計算機、數(shù)據(jù)管理 計算機和服務器等組成自動化局域網；下位機包括主站、至少一個分站和連接位移傳感器； 主站由電源模塊、CPU模塊、以太網100Mbps模塊、N0M模塊組成，分站由電源通訊模塊、ACI 模擬量輸入模塊、底板組成。將鋁管標和鋼管標埋設在壩基同一高程處，當大壩發(fā)生上抬或下沉位移時鋁管標 和鋼管標隨之上抬或下沉位移，固定在鋁管標和鋼管標上的微脈沖位移傳感器也會隨之上 抬或下沉，即鋁管標和鋼管標位移量。利用鋼和鋁的膨脹系數(shù)不同，其產生的位移量也不相 同原理，即可根據(jù)式如下公式計算出測點實際上抬或下沉位移值，符號規(guī)定上抬為正下沉 為負。計算公式式中a|g、a,H分別為鋁管標、鋼管標的熱膨脹系數(shù)^pha.分別為鋁管標、鋼管標 的位移值。本實用新型的優(yōu)點1、大壩雙金屬標位移自動化監(jiān)測系統(tǒng)將PLC系統(tǒng)和微脈沖位 移傳感器應用到壩工位移監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了自動采集垂直位移量、實時顯示數(shù)據(jù)、按要求的 時間間隔自動保存監(jiān)測數(shù)據(jù)、隨時查看歷史數(shù)據(jù)、自動計算和顯示數(shù)據(jù)過程線等功能。2、系 統(tǒng)具有便于維護、易于擴充和操作簡單等特點，監(jiān)測數(shù)據(jù)規(guī)律性好，系統(tǒng)達到了大壩監(jiān)測自動化系統(tǒng)實用化要求。監(jiān)測精度高，系統(tǒng)可以在大壩基礎變形小、環(huán)境潮濕等惡劣環(huán)境下穩(wěn) 定運行，有一定的先進性，值得推廣應用。下面將結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。
圖1是壩段測點裝置布置示意結構簡圖；圖2是本實用新型系統(tǒng)框圖。圖3是鋼管標測值過程線。圖4是鋁管標測值過程線。
具體實施方式
參見圖1，云峰大壩雙金屬標位移自動測量系統(tǒng)用于測量241廊道53壩段垂直位 移，還用于靜力水準系統(tǒng)基準值改正。可以進一步監(jiān)控大壩基礎斷層和緩傾角的變化情況， 改變云峰大壩281高程以下無大型位移測量項目的現(xiàn)狀，為分析云峰大壩運行狀態(tài)提供可 靠依據(jù)。大壩雙金屬標位移自動化監(jiān)測系統(tǒng)包括自動化數(shù)據(jù)采集裝置、信息管理系統(tǒng)。自動 化數(shù)據(jù)采集裝置包括埋設在壩基上測點基座1上的測點箱2，測點箱2內固定有保護管3， 保護管3內固定有鋁管標4和鋼管標5，鋁管標4和鋼管標5分別與位移傳感器6連接。雙 金屬標監(jiān)測系統(tǒng)采用的是德國巴魯夫微脈沖位移傳感器，該傳感器在基礎廊道陰冷潮濕惡 劣環(huán)境中，能夠連續(xù)、準確、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，長期穩(wěn)定運行未發(fā)生任何故障。微脈沖位移傳 感器支架使用防磁材料，測點箱2使用不銹鋼制作，測點箱2用四個M8螺栓固定在基座鋼 板上，微脈沖位移傳感器分別固定在鋁管標4和鋼管標5上。保護管3采用0110mm X 6mm 無縫鋼管，保護管3與錨座焊接完成后進行保護管3安裝。鋼管標5和鋁管標4分別采用 090mm、070 mm鋼管和鋁管，進行熱膨脹系數(shù)檢驗，鋁管一端加工M36內螺紋，一端加工 M36的外螺紋，鋼管一端加工M42內螺紋，一端加工M42的外螺紋。將鋼管標5底管、鋁管 標4底管與錨頭連接后置于保護管3內，依次將上部鋼、鋁標管與下部標管連接，逐步將鋁 管標4和鋼管標5順入保護管3內。參見圖2，系統(tǒng)施工主要包括下位機硬件配置、上下位機軟件編制、數(shù)據(jù)庫編寫、測 點箱2設計制作、土建施工、采集儀器安裝、系統(tǒng)調試等。上位機由數(shù)據(jù)采集計算機、數(shù)據(jù) 管理計算機和服務器等組成自動化局域網。數(shù)據(jù)采集計算機使用研華工控機，計算機上安 裝WIN2000操作系統(tǒng)和INT0UCH7. 1工業(yè)軟件，主要是用于數(shù)據(jù)采集，實時監(jiān)控等。數(shù)據(jù)管 理計算機使用普通PC機，計算機上安裝WIN2000操作系統(tǒng)和Cone印t2. 2軟件，主要用于 數(shù)據(jù)管理和下位機程序編寫、傳輸、調試。數(shù)據(jù)服務器采用DELL2500型服務器，為了保證 數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)硬盤做RAID1，兩塊硬盤互相備份。服務器上安裝了 WIN2000 SERVER和SQL SERVER2000，主要用于數(shù)據(jù)存儲、計算機網絡管理等。下位機包括主站和分站施工。主站安 裝在23#壩段電梯井控制室，分站安裝在241廊道53#壩段。整個系統(tǒng)僅有一個主站，主站 由電源模塊、CPU模塊、以太網100Mbps模塊、N0M模塊組成。分站施工包括硬件配置、端子 排配線等，每個分站主要由電源、通訊模塊、ACI模擬量輸入模塊、底板等組成。軟件編寫包 括上位機和下位機軟件。其中上位機軟件采用INT0UCH7. 1編寫，主要包括界面編寫、系統(tǒng) 設置編寫、標記名編寫、存儲編寫等。下位機軟件采用ConCept2.2編寫，編寫后通過網絡下載到下位機主站PLC模塊上。在服務器數(shù)據(jù)庫上建立雙金屬標安全監(jiān)測自動化表，數(shù)據(jù)庫結構見表1。表1數(shù)據(jù)庫結構表 項目實測分析當壩基受外界荷載因素變化影響發(fā)生變形時，鋼管標和鋁管標發(fā) 生位移，磁致伸縮儀測出鋼管標和鋁管標位移量，在上位機上將實時顯示磁致伸縮儀的測 值、位移量和測點高程值。對雙金屬標數(shù)據(jù)進行測試，每小時保存一次數(shù)據(jù)，連續(xù)監(jiān)測24小時，測值見表2， 監(jiān)測數(shù)據(jù)無異常變化，穩(wěn)定性好，鋼管標測值變幅0. 01mm，鋁管標測值變幅0. 01mm，位移量 變幅 0. 02mm。表2雙金屬標24小時連續(xù)監(jiān)測測值統(tǒng)計表 參見圖3、4，可以看出雙金屬標測值變化符合垂直位移變化規(guī)律，測值穩(wěn)定，無突 變。位移與氣溫呈正相關，且滯后于氣溫，年最大值發(fā)生在8、9月份，最小值發(fā)生2、3月份。
權利要求一種大壩雙金屬標位移自動化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括自動化數(shù)據(jù)采集裝置、信息管理系統(tǒng)，所述的自動化數(shù)據(jù)采集裝置包括埋設在壩基上測點基座上的測點箱(2)，測點箱(2)內固定有保護管(3)，保護管(3)內固定有鋁管標(4)和鋼管標(5)，鋁管標(4)和鋼管標(5)分別與位移傳感器(6)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種監(jiān)測水壩壩體基礎垂直位移情況的儀器，即大壩雙金屬標位移自動化監(jiān)測系統(tǒng)。它包括自動化數(shù)據(jù)采集裝置、信息管理系統(tǒng)。所述的自動化數(shù)據(jù)采集裝置包括埋設在壩基上測點基座上的測點箱，測點箱內固定有保護管，保護管內固定有鋁管標和鋼管標，鋁管標和鋼管標分別與位移傳感器連接。將鋁管標和鋼管標埋設在壩基同一高程處，當大壩發(fā)生上抬或下沉位移時鋁管標和鋼管標隨之上抬或下沉位移，固定在鋁管標和鋼管標上的微脈沖位移傳感器也會隨之上抬或下沉，即鋁管標和鋼管標位移量。實現(xiàn)了自動采集垂直位移量、實時顯示數(shù)據(jù)、按要求的時間間隔自動保存監(jiān)測數(shù)據(jù)、隨時查看歷史數(shù)據(jù)、監(jiān)測精度高、自動計算和顯示數(shù)據(jù)過程線等功能。
文檔編號E02D33/00GK201679025SQ20102016929
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月24日 優(yōu)先權日2010年4月24日
發(fā)明者薛捍軍, 隋明日, 顏景楓 申請人:云峰發(fā)電廠