一种大坝内部变形的自动预警装置的制作方法

1.本发明涉及大坝装置技术领域，具体为一种大坝内部变形的自动预警装置。


背景技术：

2.在大坝变形观测中，存在外部观测和内部观测之分，内部变形主要有坝体沉降和坝体上下游的水平位移观测。对面板堆石坝还有面板变形观测，周边缝变形观测等。坝体外部变形的观测仪器都埋设在外部，运行观测比较容易，仪器更新维护使得持续观测亦有保障。
3.目前，广泛采用水管式沉降计和引张线位移计来监测大坝内部的变形，主要存在以下几点不足：水管中液体夹有气体，使得液体流动滞后、加水后水位平衡困难、测量等待时间长，误差增大；北方地区还存在冬季冻结的问题，从而冬季无法正常进行量测。且无法实现自动预警。
4.为解决上述问题，设立一种新型装置。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种大坝内部变形的自动预警装置，解决了上述背景技术中提出的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大坝内部变形的自动预警装置，安置在大坝本体内，包括多个安置桶，所述多个安置桶等距离排列，所述安置桶内对称设有圆盘，圆盘相互远离一侧连接有玻璃管，玻璃管远离圆盘一端连接有基座，基座与安置桶内壁抵触，两个圆盘之间安置有控制模块，控制模块用于控制各个电子零件工作。
9.所述玻璃管内灌有稀盐酸溶液，稀盐酸溶液占玻璃管容积的三分之二，圆盘内部中空，圆盘开设有贯通的漏孔，圆盘内壁且位于漏孔处设有半透膜，圆盘内放置有碳酸钙颗粒，碳酸钙颗粒占圆盘内部空间的二分之一，圆盘中心处设有中轴筒，中轴筒内设有压力传感器，圆盘内设有金属片一，圆盘内滑动配合有金属片二，所述金属片一、金属片二均与压力传感器电性连接，压力传感器与控制模块电性连接。
10.当安置桶剧烈形变后玻璃管碎裂，稀盐酸溶液从玻璃管内流出，圆盘浸泡在稀盐酸溶液中，稀盐酸溶液被压入圆盘内与碳酸钙颗粒接触，稀盐酸溶液与碳酸钙颗粒反应产生二氧化碳推动金属片二向金属片一移动，金属片一与金属片二相抵触，使得压力传感器电路闭合开始工作。
11.优选的，所述玻璃管上下两侧内壁均设有红外线发射器，两个红外线发射器均处于玻璃管中轴线处，玻璃管内设有浮片，浮片表面涂有反射涂层，浮片漂浮在稀盐酸溶液液面上，红外线发射器垂直向下射出光线照在浮片表面，玻璃管内壁设有遮光板，遮光板固定安装有多个感光单元，上述红外线发射器、感光单元与控制模块电性连接。
12.优选的，所述中轴筒内滑动配合有活塞块，活塞块远离压力传感器一端延伸至中轴筒外，圆盘左右两侧均连接有延伸段，延伸段远离圆盘一侧设有套筒，所述延伸段伸入套筒内并连接有弹簧。
13.优选的，所述安置桶内连接有竖直的细杆，延伸段靠近圆盘一端开设有小孔，细杆穿过小孔。
14.优选的，相邻安置桶之间设有钢管，所述钢管端部伸入安置桶内，并连接有定位块。
15.优选的，所述控制模块由单片机、gps定位模块，gps定位模块用于确定各个安置桶在大坝内的位置。
16.优选的，所述半透膜只允许稀盐酸溶液进入圆盘内，金属片二朝金属片一移动区域内无碳酸钙颗粒。
17.(三)有益效果
18.本发明提供了一种大坝内部变形的自动预警装置。具备以下有益效果：
19.1、该大坝内部变形的自动预警装置，在大坝内镶嵌安置桶，通过玻璃罐、稀盐酸溶液、浮片、感光单元配合，用于检测安置桶的倾斜程度。设立中空的圆盘，圆盘内设有碳酸钙颗粒、金属片一、金属片二和压力传感器，通过稀盐酸与碳酸钙反应产生二氧化碳气体，二氧化碳气体推动两个金属片贴合，以此形成触发机构。大坝内部形变过程中及时将信息反馈给外界。由于安置桶藏于大坝内，因此不会受到低温影响。代替传统水检测方式，避免水中存在气体影响测量时间，进一步提高测量精准度。避免冬季低温导致水冻结而无法测量。
附图说明
20.图1为本发明结构示意图；
21.图2为本发明安置桶内部结构示意图；
22.图3为本发明图1中a处结构放大图；
23.图4为本发明圆盘结构剖视图；
24.图5为本发明圆盘内部结构展示图；
25.图6为本发明玻璃管内部结构示意图。
26.图中：1大坝本体、2安置桶、21基座、22细杆、3钢管、31定位块、4圆盘、41漏孔、42半透膜、43中轴筒、44活塞块、45延伸段、451小孔、46套筒、47弹簧、5玻璃管、51红外线发射器、52遮光板、53感光单元、6控制模块、7浮片、8压力传感器、81金属片一、82金属片二、9碳酸钙颗粒、10稀盐酸溶液。
具体实施方式
27.本发明实施例提供一种大坝内部变形的自动预警装置，如图1-6所示，固定镶嵌在大坝本体1内，包括多个安置桶2，多个安置桶2等距离排列，安置桶2内对称设有圆盘4。圆盘4相互远离一侧固定安装有玻璃管5，玻璃管5远离圆盘4一端固定安装有基座21，基座21与安置桶2内壁抵触。两个圆盘4之间固定安装有控制模块6，控制模块6用于控制各个电子零件工作。
28.玻璃管5内灌有稀盐酸溶液10，稀盐酸溶液10占玻璃管5容积的三分之二，圆盘4内
部中空，圆盘4开设有贯通的漏孔41，圆盘4内壁且位于漏孔41处固定安装有半透膜42，圆盘4内放置有碳酸钙颗粒9。碳酸钙颗粒9占圆盘4内部空间的二分之一。
29.圆盘4中心处焊接有中轴筒43，中轴筒43内固定安装有压力传感器8，圆盘4内焊接有金属片一81，圆盘4内滑动配合有金属片二82，金属片一81、金属片二82均与压力传感器8电性连接，压力传感器8与控制模块6电性连接。
30.工作原理：由于外界因素使得大坝内部形变，过度挤压造成安置桶2形变，当安置桶2剧烈过度使玻璃管5碎裂，稀盐酸溶液10从玻璃管5内流出，圆盘4浸泡在稀盐酸溶液10中。
31.随着安置桶2继续受到挤压，部分稀盐酸溶液10被压入圆盘4内，并与碳酸钙颗粒9接触。稀盐酸溶液10与碳酸钙颗粒9反应产生二氧化碳推动金属片二82向金属片一81移动，金属片一81与金属片二82相抵触，使得压力传感器8电路闭合开始工作。
32.上述部件形成触发装置，当大坝内部形变压力达到预定值，使得传感器电路开始工作，将信息反馈给电脑终端。
33.玻璃管5上下两侧内壁均固定安装有红外线发射器51，两个红外线发射器51均处于玻璃管5中轴线处。玻璃管5内放置有浮片7，浮片7表面涂有反射涂层，浮片7漂浮在稀盐酸溶液10液面上。玻璃管5内壁固定粘接有遮光板52，遮光板52固定安装有多个感光单元53，上述红外线发射器51、感光单元53与控制模块6电性连接。
34.当整个玻璃处于垂直状态时，红外线发射器51垂直向下射出光线照在浮片7表面。
35.工作原理：安置桶2因大坝内部受力变化而发生倾斜，使得玻璃管5跟随倾斜，促使红外线发射器51射出光线无法垂直照射在浮片7上，光线经过浮片7反射照射在感光单元53内，根据不同的射线照在感光单元53，来确定倾斜程度。
36.上述零件工作前提是安置桶2未受到过大挤压，玻璃管5未破裂。用于实时反馈安置桶2在大坝内的状况。
37.中轴筒43内滑动配合有活塞块44，活塞块44远离压力传感器8一端延伸至中轴筒43外。由于安置桶2内部气压恒定，当大坝内部对安置桶2造成挤压时内部压力增大。
38.工作原理：对安置桶2过大挤压致使玻璃管5碎裂，压力传感器8电路闭合开始工作，由于安置桶2内部压力增大，推动活塞块44往中轴筒43内移动，使得活塞块44挤压压力传感器8，压力传感器8测得数值反馈给电脑终端。表明大坝内部形变过度。
39.圆盘4左右两侧均焊接有延伸段45，延伸段45远离圆盘4一侧设有套筒46，延伸段45伸入套筒46内并焊接有弹簧47。套筒46与延伸段45滑动配合。
40.安置桶2内连接有竖直的细杆22，延伸段45靠近圆盘4一端开设有小孔451，细杆22穿过小孔451。延伸段45与套筒46配合组成伸缩杆，再配合细杆22形成支架，用于固定圆盘4。
41.相邻安置桶2之间设有钢管3，钢管3端部伸入安置桶2内，并固定安装有定位块31。钢管3充当骨架，支撑大坝内部。安置桶2的电路延伸至大坝外。
42.控制模块6由单片机、gps定位模块，gps定位模块用于确定各个安置桶2在大坝内的位置。
43.半透膜42只允许稀盐酸溶液10进入圆盘4内。由于对安置桶2挤压过度，安置桶2内部空间逐渐收缩，使得稀盐酸溶液10被压入圆盘4内，而产生的二氧化碳气体无法通过半透
膜42。促使二氧化碳气体推动金属片二82移动。金属片二82朝金属片一81移动区域内无碳酸钙颗粒9。
44.综上所述，该大坝内部变形的自动预警装置，在大坝内镶嵌安置桶2，通过玻璃罐5、稀盐酸溶液10、浮片7、感光单元53配合，用于检测安置桶2的倾斜程度。设立中空的圆盘4，圆盘4内设有碳酸钙颗粒9、金属片一81、金属片二82和压力传感器8，通过稀盐酸与碳酸钙反应产生二氧化碳气体，二氧化碳气体推动两个金属片贴合，以此形成触发机构。大坝内部形变过程中及时将信息反馈给外界。由于安置桶2藏于大坝内，因此不会受到低温影响。代替传统水检测方式，避免水中存在气体影响测量时间，进一步提高测量精准度。避免冬季低温导致水冻结而无法测量。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种大坝内部变形的自动预警装置，安置在大坝本体(1)内，其特征在于：包括多个安置桶(2)，所述多个安置桶(2)等距离排列，所述安置桶(2)内对称设有圆盘(4)，圆盘(4)相互远离一侧连接有玻璃管(5)，玻璃管(5)远离圆盘(4)一端连接有基座(21)，基座(21)与安置桶(2)内壁抵触，两个圆盘(4)之间安置有控制模块(6)，控制模块(6)用于控制各个电子零件工作；所述玻璃管(5)内灌有稀盐酸溶液(10)，稀盐酸溶液(10)占玻璃管(5)容积的三分之二，圆盘(4)内部中空，圆盘(4)开设有贯通的漏孔(41)，圆盘(4)内壁且位于漏孔(41)处设有半透膜(42)，圆盘(4)内放置有碳酸钙颗粒(9)，碳酸钙颗粒(9)占圆盘(4)内部空间的二分之一，圆盘(4)中心处设有中轴筒(43)，中轴筒(43)内设有压力传感器(8)，圆盘(4)内设有金属片一(81)，圆盘(4)内滑动配合有金属片二(82)，所述金属片一(81)、金属片二(82)均与压力传感器(8)电性连接，压力传感器(8)与控制模块(6)电性连接；当安置桶(2)剧烈形变后玻璃管(5)碎裂，稀盐酸溶液(10)从玻璃管(5)内流出，圆盘(4)浸泡在稀盐酸溶液(10)中，稀盐酸溶液(10)被压入圆盘(4)内与碳酸钙颗粒(9)接触，稀盐酸溶液(10)与碳酸钙颗粒(9)反应产生二氧化碳推动金属片二(82)向金属片一(81)移动，金属片一(81)与金属片二(82)相抵触，使得压力传感器(8)电路闭合开始工作。2.根据权利要求1所述的一种大坝内部变形的自动预警装置，其特征在于：所述玻璃管(5)上下两侧内壁均设有红外线发射器(51)，两个红外线发射器(51)均处于玻璃管(5)中轴线处，玻璃管(5)内设有浮片(7)，浮片(7)表面涂有反射涂层，浮片(7)漂浮在稀盐酸溶液(10)液面上，红外线发射器(51)垂直向下射出光线照在浮片(7)表面，玻璃管(5)内壁设有遮光板(52)，遮光板(52)固定安装有多个感光单元(53)，上述红外线发射器(51)、感光单元(53)与控制模块(6)电性连接。3.根据权利要求2所述的一种大坝内部变形的自动预警装置，其特征在于：所述中轴筒(43)内滑动配合有活塞块(44)，活塞块(44)远离压力传感器(8)一端延伸至中轴筒(43)外，圆盘(4)左右两侧均连接有延伸段(45)，延伸段(45)远离圆盘(4)一侧设有套筒(46)，所述延伸段(45)伸入套筒(46)内并连接有弹簧(47)。4.根据权利要求3所述的一种大坝内部变形的自动预警装置，其特征在于：所述安置桶(2)内连接有竖直的细杆(22)，延伸段(45)靠近圆盘(4)一端开设有小孔(451)，细杆(22)穿过小孔(451)。5.根据权利要求4所述的一种大坝内部变形的自动预警装置，其特征在于：相邻安置桶(2)之间设有钢管(3)，所述钢管(3)端部伸入安置桶(2)内，并连接有定位块(31)。6.根据权利要求5所述的一种大坝内部变形的自动预警装置，其特征在于：所述控制模块(6)由单片机、gps定位模块，gps定位模块用于确定各个安置桶(2)在大坝内的位置。7.根据权利要求6所述的一种大坝内部变形的自动预警装置，其特征在于：所述半透膜(42)只允许稀盐酸溶液(10)进入圆盘(4)内，金属片二(82)朝金属片一(81)移动区域内无碳酸钙颗粒(9)。

技术总结
本发明提供一种大坝内部变形的自动预警装置，涉及大坝装置领域，该大坝内部变形的自动预警装置，安置在大坝本体内，包括多个安置桶，所述多个安置桶等距离排列，所述安置桶内对称设有圆盘，圆盘相互远离一侧连接有玻璃管，玻璃管远离圆盘一端连接有基座。该大坝内部变形的自动预警装置，设立中空的圆盘，圆盘内设有碳酸钙颗粒、金属片一、金属片二和压力传感器，通过稀盐酸与碳酸钙反应产生二氧化碳气体，二氧化碳气体推动两个金属片贴合。大坝内部形变过程中及时将信息反馈给外界。由于安置桶藏于大坝内，因此不会受到低温影响。代替传统水检测方式，避免水中存在气体影响测量时间，进一步提高测量精准度。避免冬季低温导致水冻结而无法测量。水冻结而无法测量。水冻结而无法测量。


技术研发人员：俞炯奇 熊志福 史燕南 史奔骏 郑少逸 詹敏杰 郑晓华 张瑞
受保护的技术使用者：浙江广川工程咨询有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/1