本實(shí)用新型涉及監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及應(yīng)用于港口碼頭沉箱施工系統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

重力式碼頭大型沉箱自重大、體積大，在浮運(yùn)和沉放過程中保證其浮游穩(wěn)定性是施工控制的重難點(diǎn)之一。為保障沉箱的浮游穩(wěn)定性，一般采用在各格倉內(nèi)添加壓艙水的方式。如果大型沉箱各個(gè)格倉的壓艙水位沒有控制好，沉箱會(huì)容易失去平衡，若失穩(wěn)傾覆，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的安全事故。水位監(jiān)測主要依靠水位測量儀來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的水位測量儀分為兩大類：非接觸式類和接觸類。非接觸類一般包括：超聲波(聲學(xué))式、電波式(雷達(dá))、光學(xué)式(激光)。接觸類一般包括：浮子式和浸入式(壓力式)。非接觸類價(jià)格昂貴，使用成本較高，也容易受水質(zhì)、潮汐、天氣等因素的制約。目前，我國水文監(jiān)測站常用的水位測量儀主要有浮子式和壓力式水位儀兩種。浮子式水位儀通過鋼絲繩與水位輪相配合吊下浮子直接接觸水面，跟蹤水位升降，以機(jī)械的方式直接傳動(dòng)記錄，其缺點(diǎn)是鋼絲繩會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量轉(zhuǎn)移誤差，鋼絲繩濺水后與水位輪之間容易打滑，也無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測。壓力式水位儀具有精度高、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是大型沉箱水位自動(dòng)監(jiān)測較理想的儀器。

目前，大型沉箱浮游穩(wěn)定各格倉的水位監(jiān)測大部分仍然停留在采用“浮球+測繩”的人工監(jiān)測方法，人工監(jiān)測有如下的缺點(diǎn)：(1)精度較低，易受人為因素影響；(2)人站在沉箱四周邊緣高空作業(yè)，存在較大的安全隱患。(3)無法連續(xù)地自動(dòng)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)斷斷續(xù)續(xù)。除人工監(jiān)測外，工程上也出現(xiàn)了有線液位計(jì)測量的方法，即分別把液位計(jì)放入不同的沉箱格倉內(nèi)，再把液位計(jì)的線路集中拉到半潛駁上的液位變送器上進(jìn)行測量。這個(gè)方法可以實(shí)時(shí)的查看各格倉的液位變化值。但是所需線路過多過長，安裝不方便，線路容易出問題，在沉箱拖航時(shí)無法連續(xù)測量，更無法記錄歷史趨勢曲線，在運(yùn)用中得推廣前景不大。

因此，有必要設(shè)計(jì)出一種大型沉箱浮游穩(wěn)定的水位無線監(jiān)測系統(tǒng)。既能保障監(jiān)測過程中的安全又能保障監(jiān)測連續(xù)，為沉箱出運(yùn)及安裝的浮游穩(wěn)定提供預(yù)警系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決大型沉箱浮游穩(wěn)定的壓艙水位人工監(jiān)測和有線監(jiān)測存在的缺點(diǎn)，公開了一種基于電子信息技術(shù)的大型沉箱壓艙水位無線發(fā)射和接收的自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，以解決大型沉箱浮運(yùn)、沉放過程中水位監(jiān)測問題。

本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：大型沉箱浮游穩(wěn)定壓艙水位無線監(jiān)測系統(tǒng)，其包括多個(gè)分布于沉箱獨(dú)立格倉內(nèi)的液位傳感器、現(xiàn)場基座及外部設(shè)備，液位傳感器設(shè)置于與沉箱前趾相鄰的前列格倉及與沉箱后趾相鄰的后列格倉內(nèi)，現(xiàn)場基座包括安置于格倉上方的基座座體，基座座體上設(shè)有多個(gè)無線收發(fā)器從站及為無線收發(fā)器從站供電的移動(dòng)電源，每個(gè)液位傳感器通過數(shù)據(jù)線與相應(yīng)的無線收發(fā)器從站連接，所述外部設(shè)備包括無線收發(fā)器主站、485轉(zhuǎn)換器及電腦，液位傳感器將各格倉內(nèi)的水深壓強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樗槐O(jiān)測數(shù)據(jù)電信號(hào)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綗o線收發(fā)器從站，無線收發(fā)器從站通過無線發(fā)射方式將水位監(jiān)測數(shù)據(jù)電信號(hào)發(fā)射至無線收發(fā)器主站，無線收發(fā)器主站通過485轉(zhuǎn)換器將接收到的水位監(jiān)測數(shù)據(jù)電信號(hào)傳輸至電腦中。

優(yōu)選地，所述液位傳感器固定于沉箱格倉底板100mm的上方。

前列格倉的前側(cè)壁及后列格倉的后側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水放水閥，以主方便調(diào)節(jié)格倉內(nèi)的水位。

本實(shí)用新型的有益效果為：

(1)精度高，成本低，可以連續(xù)監(jiān)測，克服了采用“浮球+測繩”人工監(jiān)測水位易受人為因素影響及有線水位監(jiān)測遇到拖航時(shí)無法連續(xù)監(jiān)測的缺點(diǎn)?？朔擞芯€液位計(jì)水位監(jiān)測所需線路過多過長，安裝不方便，線路容易出問題，在沉箱拖航時(shí)無法連續(xù)測量，無法記錄壓艙水位數(shù)據(jù)的問題。

(2)大型沉箱不同格倉的水位監(jiān)測結(jié)果可以通過電腦顯示屏直接讀出，并由軟件記錄及處理收集到的水位數(shù)據(jù)生成圖表，實(shí)現(xiàn)了對沉箱不同格倉水位的自動(dòng)監(jiān)測功能。

(3)大型沉箱浮游穩(wěn)定的水位自動(dòng)監(jiān)測儀有利于實(shí)現(xiàn)大型沉箱浮運(yùn)或沉放過程中的信息化施工，全程監(jiān)控大型沉箱各格倉壓艙水位的動(dòng)態(tài)變化，可以提供動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析，提供動(dòng)態(tài)預(yù)警，施工過程安全可控。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)示意圖；

其中：

1－液位傳感器，2－數(shù)據(jù)線，3－無線收發(fā)器從站，4－移動(dòng)電源，5－無線收發(fā)器主站，6－485轉(zhuǎn)換器，7－電腦，8－前趾，9-后趾，10-格倉，11-基座座體。

具體實(shí)施方式

如圖1所示為本實(shí)用新型的大型沉箱浮游穩(wěn)定壓艙水位無線監(jiān)測系統(tǒng)，其包括多個(gè)分布于沉箱獨(dú)立格倉10內(nèi)的液位傳感器1、現(xiàn)場基座及外部設(shè)備。液位傳感器7設(shè)置于與沉箱前趾8相鄰的前列格倉及與沉箱后趾9相鄰的后列格倉內(nèi)，每格倉一個(gè)，固定于沉箱格倉底板100mm的上方。現(xiàn)場基座包括安置于格倉上方的基座座體11，基座座體11上設(shè)有多個(gè)無線收發(fā)器從站3、為無線收發(fā)器從站3供電的移動(dòng)電源4。每個(gè)液位傳感器1通過數(shù)據(jù)線2與相應(yīng)的無線收發(fā)器從站3連接。外部設(shè)備包括無線收發(fā)器主站5、485轉(zhuǎn)換器6及電腦7。液位傳感器1將各格倉10內(nèi)的水深壓強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樗槐O(jiān)測數(shù)據(jù)電信號(hào)通過數(shù)據(jù)線2傳輸?shù)綗o線收發(fā)器從站3，無線收發(fā)器從站3通過無線發(fā)射方式將水位監(jiān)測數(shù)據(jù)電信號(hào)發(fā)射至無線收發(fā)器主站5，無線收發(fā)器主站5通過485轉(zhuǎn)換器6將接收到的水位監(jiān)測數(shù)據(jù)電信號(hào)傳輸至電腦中。

485轉(zhuǎn)換器將單端的RS-232信號(hào)轉(zhuǎn)換為平衡差分的RS-485信號(hào)。無線收發(fā)器從站3的無線發(fā)射方式可以采用模擬微波傳輸。

本實(shí)用新型用于監(jiān)測壓艙水位時(shí)主要包括以下步驟：

1、將8個(gè)液位傳感器(根據(jù)沉箱獨(dú)立格倉數(shù)確定)放置在大型沉箱前列格倉及后列格倉的獨(dú)立格倉內(nèi)，距離沉箱底板高度100mm。

2、將線路連接好，打開移動(dòng)電源開關(guān)。

3、前列格倉的前側(cè)壁及后列格倉的后側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水/放水閥。打開進(jìn)水/放水閥給各格倉加注壓艙水，不同格倉水深壓強(qiáng)信號(hào)通過液位傳感器探頭，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過專用數(shù)據(jù)線的傳輸?shù)綗o線收發(fā)器從站，然后無線發(fā)射至無線收發(fā)器主站。

4、無線收發(fā)器主站通過485轉(zhuǎn)換器將接收到的水位監(jiān)測數(shù)據(jù)電信號(hào)傳輸至電腦中。

5、電腦中的集成軟件對水位監(jiān)測數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行計(jì)算處理后，電信號(hào)轉(zhuǎn)換為水位數(shù)據(jù)，通過電腦顯示屏直接顯示在電腦上。

6、集成軟件通過對各格倉的水位數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)計(jì)算沉箱的浮游穩(wěn)定情況，當(dāng)穩(wěn)定值大于預(yù)設(shè)值時(shí)(預(yù)設(shè)值可以根據(jù)理論計(jì)算設(shè)定)，軟件隨即啟動(dòng)報(bào)警功能。

7、通過大型沉箱進(jìn)水/放水閥的關(guān)閉和開啟，配合抽水機(jī)抽水的調(diào)節(jié)，保證大型沉箱在浮運(yùn)或沉放過程中各個(gè)格倉的水位處于受控狀態(tài)，從而保證大型沉箱的浮游穩(wěn)定性。