[实用新型]水渠破坏的线性监测系统

说明书

本实用新型公开了水渠破坏的线性监测系统，包括设置在水渠易出现裂缝的点管式土壤水分传感器，埋入在水渠底多根金属丝，所述金属丝之间并联，将每根金属丝分成若干金属段，所述金属段电压变化表示水渠位移变化的信号，所述管式土壤水分传感器测量渠底和边坡含水率，将上述电压变化及渠底和边坡含水率的数据传输至服务器或者云端存储，进行后期处理，实现水渠破坏的管道线性监测。本实用新型将传感器监测及金属丝监测有机的相结合的方式实现了对水渠破坏的精确监测。

技术领域

本实用新型涉及土木工程监测技术领域，特别是涉及水渠破坏的线性监测系统。

背景技术

水渠是人工开凿的水道，有干渠、支渠之分。干渠与支渠一般用砌石或水泥砂浆筑成。水渠能够在空间上调水，保持水资源平均分配，可以阻挡洪水，防止发生危险，有效的保存水资源。

目前我国水渠多采用明渠过水，明渠衬砌混凝土具有表面积大，厚度薄的特点。由于过水断面采用普通混凝土(素混凝土)衬砌，没有配筋，因此在使用过程中很容易出现裂缝，造成渠道渗漏。在渠道施工过程中增加配筋会明显增加工程成本。而对于刚产生的裂缝，其观测难度极大，尤其是长期使用的水渠，在使用期间根本无法通过肉眼观测到渠道破坏，随着水流的冲刷，裂缝逐渐扩展，直至肉眼可见，甚至使水渠产生缺口。对于灌溉水渠，不仅减少了灌溉面积，降低了水资源的利用率，也极大程度的浪费了水资源，同时增加了农民及灌溉技术的水费负担，严重的甚至会对工程的安全运行造成影响，减少水渠的使用年限，且后期维护和重建需耗费大量资金。

因此，从工程的角度出发，裂缝发现的时间越早，对工程越有利，可节省大量的人力物力和工程的维修费用，减少水资源的浪费，有着进一步提高灌溉效益的重要作用。

综上所述，现有技术中对于水渠的破坏状态的有效监测问题，尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的之一是提供了水渠破坏的线性监测系统，测量渠底和边坡含水率以及相应的金属丝的电压变化，实时收集数据后传给服务器或者云端存储，进行后期处理，实现水渠破坏的管道线性监测。

水渠破坏的线性监测系统，包括设置在水渠易出现裂缝的点管式土壤水分传感器，埋入在水渠底多根金属丝，所述金属丝之间并联，将每根金属丝分成若干金属段，所述金属段电压变化表示水渠位移变化的信号，所述管式土壤水分传感器测量渠底和边坡含水率，将上述电压变化及渠底和边坡含水率的数据传输至服务器或者云端存储，进行后期处理，实现水渠破坏的管道线性监测。

本实用新型将金属丝均分成若干个金属小段，以串联形式连入电路中，由于各金属小段材质特性均相同，则各金属小段可视为若干个初始电阻相同的金属元件，由于串联电路中电流处处相等，则初始时刻各金属小段两端电压均相同。随着水渠的破坏，渠底发生不同程度的变形，各金属小段受到不同程度的拉伸，其横截面积发生相应改变，导致各金属小段不同时刻的电阻值不同，由此得到相应的电压变化。

电压变化主要通过电压表来测量，通过信号采集器收集电压信号，并将收集到的电信号传递给服务器或者云端进行存储，利用软件或信息处理系统进行实时数据处理分析，得到不同部位的土壤含水率和电压变化率，从而实现对水渠破坏的线性监测。

进一步的，所述金属丝外部用绝缘层包裹住，用粘结剂将绝缘层与金属丝、绝缘层与水渠部分相粘结，保证金属丝的微小应变能够准确的传递。

进一步的，所述每根金属丝分成若干视为电阻元件的金属段在电路中相串联。

进一步的，所述金属丝采用敏感栅，用厚度为0.003～0.101mm的金属箔栅状或用金属线制作。

本实用新型的目的之二是公开了水渠破坏的线性监测方法，包括：

在水渠易出现裂缝的点设置管式土壤水分传感器，在水渠底埋入多根金属丝；