闸门变形监测系统技术方案水质在线监测

系统简介

液压坝实时在线安全监测系统，通过传感器信息采集技术和数据计算分析技术，实现自动采集液压坝的应力数据，提前发现影响设备安全运行的缺陷及故障隐患，并通过信息传输与发布，提供预警、报警，确保液压坝的运行安全。

1液压坝应力实时在线安全监测系统的主要内容

应力监测：对每扇液压坝闸门的坝体进行应力监测，并对坝体的结构强度进行评估。每扇液压坝闸选择4个受力点进行监测，每孔闸门共40个应力传感器。共计80个应力传感器。

2 液压坝螺栓实时在线安全监测系统的布置方案

本方案计划对2孔液压升降坝（共计20扇）坝体应力实施在线监测，在每扇液压升降坝上布置传感器，每扇液压坝上传感器的信号，通过防水线缆引到位于液压坝顶部的无线数据采集仪上；每个传感器和无线数据采集仪采用专用防护套防护。采集仪通过无线（nb-lot/lore网络）通讯至服务器和岸边采集箱内，采集箱内置一体式数据展示屏，能储存实时监测数据，实时查看坝体应力变化，能自动评定故障等级，对于超过警戒值的监测点能发出故障声光报警信号，系统总布置如下图：

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液压坝应力在线监测系统物理层次分为为3个层次：即传感器层、数据采集层、显示层。在线监测系统需在闸门上布置监测元器件，布置在闸门上的监测元器件具备满足长期水下运行的工况，采用无线的方式接入数据采集箱，采集箱内置集成式一体机，一体机作为显示层可实时显示所有传感器的监测数据。在线监测系统与启闭机控制系统互相独立，具有预警和报警的功能。

1）传感器应变计安装

采用YB20表贴士应变计。主要用于大坝、桥梁、管线、支撑、钢桩等各种结构的应变监测，既可将仪器的两个端块用电弧焊焊接或使用螺栓固定在结构表面以监测钢结构的应变，也可粘接或使用一段锚杆通过钻孔的方式定在混凝土结构表面来测量混凝土的应变，内置温度传感器可同时监测环境温度。

YB20主要技术参数：

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①应变计安装点位应在坝体支撑受力点安装：如图所示

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②应变计采用粘合安装或焊接安装，焊接过程中为了避免焊接时仪器温度过高而损坏仪器，焊接时仪器要包上湿棉纱并不断在棉纱上浇水，直到焊接完毕后钢筋冷却到一定温度为止，焊接过程中仪器测出的温度应低于60℃。

③焊接必须可靠、稳定，接头的防水性能必须达到规定的耐水压要求。

④将数据传输导线顺坝体引到上端并编号，将长约1.0m的钢管焊接，并将信号传输导线从钢管中引出，以防止信号线损坏。

2）数据采集

采用LRK-DZ622A智能无线数据采集终端

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技术参数：

型号	LRK-DZ622A
传输方式	移动/4G/2G
最小通讯间隔	10分钟
传感器类型	振弦传感器、温度、数字信号、自动化测斜
通道数：	五通道-四通道振弦1通道数字信号
采集方式	定时采集、磁铁开机
振弦量程：	490HZ~5100HZ
测量分辨率	0.01HZ
测量精度：	0.10%
供电方式	锂电池、太阳能电池板
待机时间	跟采样间隔相关；安装太阳能电池板可实现长期监测
安装方式	安装套件
大小尺寸	125mm*80mm*30mm

3数据分析处理

当水坝开启后，采用采集终端测得应力计的频率，从而换算出坝体的应力，计算公式如下：

式中：

-坝体应力（kN）；

-坝体的弹性模量（kN/mm2）；

-坝体截面面积（mm2）；

-支撑截面积（mm2）；

-应变计平均应力（kN/mm2）。

-应变计常数(10-6/Hz2)；

-应变计测量自振频率（Hz）；

-应变计测量自振频率（Hz）；

部分现场施工图片：

审核编辑黄宇