[实用新型]以温度为示踪剂探测堤坝渗漏通道位置的系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种探测堤坝渗漏通道位置的系统，属于水利水电工程技术领域。

背景技术：

我国先后研制了基于时间域电磁法、自然电场法、电阻率法、地震波、雷达波等方法的堤坝隐患探测仪器。同时河海大学研究的同位素测井技术、天然示踪技术和中南大学提出的“流场法”经工程实践验证，能有效发现堤坝隐患。传统的地球物理勘探法探测渗漏通道，不仅成本高，而且探测精度低；同位素示踪法探测堤坝渗漏精度虽高，但属于有损探测，且国内外对放射性元素使用限制较多；温度示踪法探测堤坝渗漏有着简便易行，探测精度高且无污染的特点。温度探测堤坝渗漏隐患的研究，是由地温研究发展而来的。我国温度示踪探测堤坝渗漏隐患的研究，经历了定性分析判断和初步理论探索阶段。在定性分析判断阶段，主要利用钻孔中水的温度判断坝体的温度分布情况。根据温度异常点，判断坝体渗漏隐患埋深和规模等参数。初步理论探索阶段，主要是依据热传导理论结合坝体的情况，建立了理想情况下的温度场探测模型，并初步尝试了应用理论模型解决工程实际问题。然而，由于堤坝边界条件的复杂性以及渗漏情况的多样性，该理论目前仍处于探索阶段。以温度探测堤坝渗漏隐患不会造成环境污染，亦可以达到良好的效果，但是目前还未有一套完整的系统来进行温度的探测分析，对于等温线绘制大部分也以手工绘制为主，本实用新型设计了硬件软件，自成了一套完整的探测系统，依靠软件可自动绘制等温线图，对判断堤坝的渗漏通道位置给出了很好的依据。

实用新型内容

实用新型目的：

本实用新型的所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种以温度为示踪剂的探测堤坝渗漏通道位置的系统。

技术方案：

本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案：

一种以温度为示踪剂探测堤坝渗漏通道位置的系统，包括N个温度传感器、信号获取装置、信号处理装置、控制系统、数据传送装置以及数据终端装置，N为自然数；其中N个温度传感器均匀分布设置在堤坝的坝体内，分别与信号获取装置连接，信号获取装置、信号处理装置、控制系统、数据传送装置以及数据终端装置依次串接。

进一步，本实用新型以温度为示踪剂探测堤坝渗漏通道位置的系统中温度传感器为PT1000。

进一步，本实用新型以温度为示踪剂探测堤坝渗漏通道位置的系统中信号获取装置为可调零的电桥电路。

进一步，本实用新型以温度为示踪剂探测堤坝渗漏通道位置的系统中信号处理装置为差分放大电路、一阶有源低通滤波电路和高精度模数转换电路，其中差分放大电路依次连接一阶有源低通滤波电路和高精度模数转换电路。

进一步，本实用新型以温度为示踪剂探测堤坝渗漏通道位置的系统中数据终端装置为计算机系统。

进一步，本实用新型以温度为示踪剂探测堤坝渗漏通道位置的系统中控制系统为以单片机4051。

本实用新型的基本原理是：

鉴于库水的温度往往与坝体的温度存在差异，若坝体存在渗漏通道，在渗流的作用下，会打破原有的温度分布，形成渗流作用下的温度分布。在此结合图形技术及软件技术，研制渗流作用下，堤坝温度分布曲线，即绘制堤坝温度场的等温线。

鉴于坝体的纵剖面的形状及温度传感器网络节点的分布，本方法采用矩形网格法绘制温度等值线。即将坝体的纵剖面划分成若干个小网格，且尽量不要使网格点与温度传感器网络节点重合。先读入原始数据，进而进行数据网格化，然后进行等温点搜寻及等温线追踪，最后进行等温线的绘制。

有益效果：

1、本实用新型利用温度为示踪剂的堤坝智能测渗仪器，不会对环境造成污染，也不会对操作人员的健康产生危害，且造价低廉，容易实现；

2、利用本实用新型的探测方法进行参数探测时，不需要进行钻孔等操作，具有更广泛的适用性；

3、本实用新型基于地下水流速的对流传热模型，温度分布具有很好的规律性与稳定性，使探测结果准确，且重复性好；

4、本实用新型采用高精度温度传感探头，温度测量准确，测量结果精度有很好的保证。本实用新型操作简单，便于工作人员所掌握；

5、本实用新型实用性高，有很高的使用价值；

6、本实用新型所绘制的等温线较为精确，能够较为准确的判定渗漏通道的位置，可以在工程中得到广泛的应用。

附图说明：

图1是本实用新型的堤坝渗漏通道位置探测的方法框图。

图2为堤坝渗漏通道位置探测的控制模块主流程图。

图3为堤坝渗漏通道位置探测中测量模块流程图。

图4为等温线绘制流程图。