一种自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器及测量安装方法技术

本发明专利技术公开了一种自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器及其测量安装方法，该仪器以基准桩为不动点，通过自动测量平铺于渠道全断面的测量模块读数，实现对渠道整个断面冻胀变形的实时测量，通过实测的数据，基于各测量模块的几何关系，即可算出渠道全断面的冻胀变化量；本发明专利技术的仪器不破坏被测土体的原始状态，利用测量模块直接量测原状土体表面的冻胀变形，并将测量数据实时地记录到控制系统中，可保证监测的准确性、实时性，克服间接测量带来的误差。本发明专利技术设计合理、工艺简单、易于加工、主要配件价格低廉，从而使得该全断面冻胀变形仪器具备较高的成本优势，该全断面冻胀变形仪器适用性广，数据传输方式灵活多样，安装简便。

【技术实现步骤摘要】
一种自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器及测量安装方法
本专利技术涉及一种自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器及其测量安装方法，属于水利工程安全监测
本专利依托国家重点研发计划“高寒区长距离供水渠道监测预警与健康诊断技术（2017YFC0405104）”完成。
技术介绍
随着我国南水北调中线工程、新疆引额济乌一期工程等一大批输水工程的投入使用，极大地缓解了我国水资源分布不均所引起的局部地区水资源短缺的问题，但是很大一批输水工程都处于冬季冻融循环区域，随着这些输水工程陆续投入使用，渠道管理和设计部门迫切希望了解工程的实际冻胀危害和工程防冻胀措施的效果，从而为积累设计经验，指导管理部门进行渠道维护作业提供基础数据支持。传统的冻胀变形计受限于测量方式，为得到总体的冻胀变形常常需要安装到渠道表面，渠道通水过流时，往往受到水面漂浮物的破坏。而且冻胀计受限于安装环境，其基准点（不动点）常选在渠道的渠顶位置，而根据常规的冻胀变形计算结果，当渠道的渠基土发生冻胀变形时，渠顶依然有不小的冻胀变形量，这将导致测量出的冻胀变形量过小，无法有效反应出实际的冻胀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：由锚固部分、量测部分和中控部分组成；/n所述锚固部分包括若干锚固杆，所述锚固杆由锚头、锚杆和连接装置组成，所述锚头最前端为尖锥状，锚头主体部分开有凹槽，其内安装有弹簧片，锚头后部带有螺纹；所述锚杆两端设有连接螺纹；所述连接装置包括万向节和短连接螺杆，用于连接锚杆和所述量测部分；/n所述量测部分包括若干测量杆，角度测量模块和位移测量模块内置于测量杆内；/n所述若干测量杆通过所述若干锚固杆连接在一起，并固定于渠道中；/n所述中控部分控制角度测量模块和位移测量模块进行信号采集。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：由锚固部分、量测部分和中控部分组成；
所述锚固部分包括若干锚固杆，所述锚固杆由锚头、锚杆和连接装置组成，所述锚头最前端为尖锥状，锚头主体部分开有凹槽，其内安装有弹簧片，锚头后部带有螺纹；所述锚杆两端设有连接螺纹；所述连接装置包括万向节和短连接螺杆，用于连接锚杆和所述量测部分；
所述量测部分包括若干测量杆，角度测量模块和位移测量模块内置于测量杆内；
所述若干测量杆通过所述若干锚固杆连接在一起，并固定于渠道中；
所述中控部分控制角度测量模块和位移测量模块进行信号采集。


2.根据权利要求1所述的自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：所述带弹簧片的锚头，弹簧片为弧形。


3.根据权利要求1所述的自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：所述测量杆由一粗一细两根杆子组成，所述角度测量模块采用伺服加速度测角器，所述位移测量模块采用振弦式压力传感器；所述粗杆的一端设有与所述连接装置连接的螺纹，该端内嵌所述伺服加速度测角器，粗杆另一端设有内孔，内孔的尽头处内嵌所述振弦式压力传感器，所述细杆的首端插入内孔，尾端上设有螺纹并伸出内孔外，在所述内嵌振弦式压力传感器和细杆的首端之间连接有弹簧。


4.根据权利要求1所述的自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：在所述内孔壁上，开有3个环形凹槽，内嵌O型密封圈。


5.根据权利要求1所述的自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：连接装置为有三个接头的万向节，其中两个与测量杆相连，一个与锚杆相连。


6.根据权利要求1所述的自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：所述锚杆包括作为基准桩的锚杆和一般锚杆，基准桩的锚杆采用6寸的不锈钢圆管，长1m；一般螺杆直径为1.5cm，长10cm。


7.根据权利要求1所述的一种自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：所述中控部分由控制单元和分别与控制单元连接的内部供电单元、信息输入显示单元、信息传输单元和外部供电单元组成，所述工作单元和所述量测部分连接，所述内部供电单元用于给所述工作单元供电，所述外部供电单元用于给所述内部供电单元补充能源。


8.根据权利要求1所述的一种自动量测渠道全断面冻胀变形的仪器，其特征在于：所述控制单元、信息输入显示单元和信息传输单元设置在密封的镀锌信息采集保护箱内，太阳能板安装在信息采集保护箱外部，所述内部供电单元包括锂电池，锂电池安装在防水保温的电池仓内，电池仓安装在冬季冻胀区以下的坑内，电池仓安装电池仓通过电源和数据线与信息采集保护箱相连。


9.根据权利要求1所述的仪器的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：仪器安装调试后，设置初始参数，包括：测量的顺序、各测量模块的编号、每次测量次数、重...

【专利技术属性】
技术研发人员：李登华，张桂荣，徐海涛，蔡正银，何宁，王援生，杨团社，张贤，杨建国，汪璋淳，朱乾德，胡哲，何斌，张中流，孔洋，周彦章，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，国家能源集团新疆开都河流域水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32