[发明专利]一种全自动冲刷深度实时监控系统及方法

说明书

本发明涉及一种全自动冲刷深度实时监控系统及方法，系统包括平台，平台架设在支架上，在平台靠近侧边的位置安装自动升降控制系统，自动升降控制系统的底端安装相机，调整自动升降控制系统的高度实现相机相对床面的位置改变；平台上还布设相互连通的外部处理系统以及远程显示系统，外部处理系统与相机连通，实时获取相机监测信息，远程显示系统实时显示外部处理系统处理后的监测信息；本发明可以实现对冲刷坑深度的实时监测，具有应用范围广泛、非接触、不破坏局部冲刷地形、简单方便、易操作、易推广等特点。

技术领域

本发明涉及一种全自动冲刷深度实时监控系统及方法，属于冲刷坑深度测量技术领域。

背景技术

桩基在水利和海洋工程中广泛应用，但由于其结构与水流的相互作用，水流在桩前会产生下潜流并在桩周形成马蹄形漩涡，并在桩基周围引起局部冲刷。桩基局部冲刷坑的形成则会导致桩基础承载力不足，基础沉降或位移。因此对桩基冲刷坑的发展状况进行观测和研究是保证水利和海洋工程建筑物安全的重要手段之一。

在桩基冲刷模型试验研究中，常用的冲刷坑测量方法有标尺测量法，测针法等。这几种方法获得的数据量很少，而且难以对冲刷坑形态进行准确的测量，在水体浑浊的情况下更是难以使用。近年来，浙江大学设计了一种用于桩柱结构物冲刷试验的监测装置(专利号：ZL201510190433.2)，通过桩柱内置微距相机拍摄的方法来测量，虽然通过该装置可以得到冲刷深度数据，但仍存在如下问题：①桩壁折射会导致较大的误差(所选桩壁厚度必须很薄，约2mm)，而且随着冲刷坑深度的增大，折射造成的影响会增大；②需要等到试验结束后才能进行冲刷过程的计算，试验期间无法得知冲刷进展；③对拍摄的图像没有进行过滤处理，会产生较大误差；④在高含沙水流实验中，该方法难以适用。

除了上述桩基周围形成的局部冲刷问题，在码头，防波堤等建筑物前也会由于水流和波浪的作用发生冲刷，对建筑物的安全造成威胁，目前尚未有针对对此类冲刷坑进行实时监控的专利。针对以上冲刷深度测量方法存在的问题，有必要合理设计一套精准、智能的新型冲刷测量试验装置。

发明内容

本发明提供一种全自动冲刷深度实时监控系统及方法，可以实现对冲刷坑深度的实时监测，具有应用范围广泛、非接触、不破坏局部冲刷地形、简单方便、易操作、易推广等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全自动冲刷深度实时监控系统，包括平台，平台架设在支架上，在平台靠近侧边的位置安装自动升降控制系统，自动升降控制系统的底端安装相机，调整自动升降控制系统的高度实现相机相对床面的位置改变；

平台上还布设相互连通的外部处理系统以及远程显示系统，外部处理系统与相机连通，实时获取相机监测信息，远程显示系统实时显示外部处理系统处理后的监测信息；

作为本发明的进一步优选，前述的自动升降控制系统包括电机、齿轮和升降杆，电机安装在平台靠近侧边的位置，齿轮的中心套设在电机轴上，升降杆的上半部分表面开设若干锯齿，锯齿与齿轮匹配啮合，在升降杆的底端固定相机；

自动升降控制系统还包括安装在平台表面的控制板和驱动器，控制板通过驱动器与电机连接，控制板与外部处理系统连通；

在自动升降控制系统的外部罩设柱体透明罩；

作为本发明的进一步优选，在柱体透明罩内安装支撑板，支撑板套设在升降杆上，支撑板的侧壁与柱体透明罩内侧壁紧密贴合；

作为本发明的进一步优选，前述的外部处理系统包括集成内置的影像实时接收模块、影像实时显示模块、影像处理分析模块和信号发射模块，远程显示系统包括4G模块和手机移动端显示模块，4G模块连接外部处理系统，向手机移动端传输数据，同时通过手机移动端显示模块在手机移动端显示由外部处理系统传输的数据；

一种全自动冲刷深度实时监测方法，包括以下步骤：