[发明专利]水利工程渗流监测系统及方法

说明书

本发明提供一种水利工程渗流监测系统及方法，本发明对传感装置进行了设计，使该传感装置中不仅包括传感器，还包括控制器和第一开关，针对传感装置阵列中的每行传感装置，设置有对应的第二开关，还设置了主控器和主控开关，对监测进行控制，在布线过程中，只需要将各个传感装置、第二开关按照对应关系连接即可，在连接完成后就可以控制各个传感装置依次将其采集到的渗流数据传输回地面，从而可以简化传感装置阵列的控制线路的布设；本发明在传感装置中设计了声波发生器，由控制器控制声波发生器产生包含有传感装置身份信息和渗流数据的声波，可以避免设计专门的数据传输路线进行渗流数据传输，如此可以进一步降低数据传输布线复杂度。

技术领域

本发明属于水利工程领域，具体涉及一种水利工程渗流监测系统及方法。

背景技术

堤坝起到挡水的作用，其安全状态关系到下游人民的生命财产安全和国民经济发展。堤坝渗流工作状态对堤坝的安全运行至关重要，一旦堤坝出现渗流变形，后果十分严重，堤坝的渗流进行监测对堤坝的安全运行有着重要的意义。目前，在对堤坝的渗流进行监测时，通常采用渗压计进行监测，而且渗压计多设置在几个有代表性的横断面上，因而目前渗压计的设置无法对整个堤坝面进行完整地监测。此外，随着渗压计设置位置逐渐深入水底，其无法通过无线传输的方式，将其采集到的数据传输回地面，因而在利用渗压计对堤坝的渗流状况进行监测时，通常渗压计通过有线传输的方式将其采集到的数据传输回地面。由于目前在堤坝上设置的渗压计数量较少，因此通常每个渗压计都采用单独的电线将其采集到的数据传输回地面。当需要对整个堤坝面的渗流情况进行完整监测时，可以通过增加设置渗压计，但是如果每个渗压计都采用单独的电线将其采集到的数据传输回地面，那么需要设置很多的电线，这样布设的线路比较复杂且成本较高。

发明内容

本发明提供一种水利工程渗流监测系统及方法，以解决目前无法对整个堤坝的渗流状况进行监测，且即便通过增加渗压计来对整个堤坝的渗流状况进行监测，也存在布设线路比较复杂的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种水利工程渗流监测系统，包括声波接收器、声波识别装置以及布设在堤坝上的传感装置阵列，该传感装置阵列中每个传感装置都包括传感器、第一开关、控制器和声波发生器，该第一开关包括逻辑与电路、常闭触点和常开触点，该逻辑与电路的第一输入端作为该传感装置的第一端，第二输入端连接该控制器的第一输出端，输出端连接该常闭触点的一端，该常闭触点的另一端作为该传感装置的第二端，该逻辑与电路的输出端还通过该常开触点连接该控制器的第一输入端，该传感器的输出端连接该控制器的第二输入端，该控制器的第二输出端连接该声波发生器的输入端；

针对每行传感装置都设置有第二开关，其中除最后一行外的其他各行传感装置，其第二开关都包括处理器和第一单刀双掷开关，该处理器的第一输入端作为该第二开关的第一端，第二输入端连接对应行中第一个传感装置的控制器的第三输出端，该处理器的输出端连接该第一单刀双掷开关的不动端，该第一单刀双掷开关的第一动端连接下一行传感装置的第二开关的第一端，第二动端连接该对应行中第一个传感装置的第一端，且该其他各行中第一个传感装置的控制器的电压检测端都与该第一个传感装置的第二端连接；最后一行传感装置的第二开关包括常开触点，该常开触点的第一端作为该第二开关的第一端，连接上一行的第二开关中第一单刀双掷开关的第一动端，第二端连接最后一行中第一个传感装置的第一端；

每行传感装置中除第一个传感装置外，其他传感装置的第一端都与其上一传感装置的第二端连接，每行传感装置中除最后一个传感装置外，其他传感装置的第二端都与其下一传感装置的第一端连接，每行传感装置中最后一个传感装置的第二端连接电阻R的第一端，该电阻R的第一端还连接主控器的电压检测端，第二端接地，该主控器的输出端连接主控开关的控制端，该主控开关为第二单刀双掷开关，其不动端与第一行传感装置的第二开关的第一端连接，第一动端连接电源VCC，第二动端接地；