基于分布式测温光纤的智能降水控制系统及方法技术方案

本发明专利技术的基于分布式测温光纤的智能降水控制系统及方法，系统包括水泵、温度控制模块及开关控制模块，水泵和温度控制模块均设置于降水井水位面以下，且温度控制模块置于降水井内指定安全水位深度，开关控制模块设置于降水井顶部，水泵和温度控制模块与开关控制模块连接，温度控制模块的分布式测温光纤的底端连接配重块。方法步骤：设置开关控制模块的初始控制模式和阈值，当分布式测温光纤某一位置处的温度在一时间段

【技术实现步骤摘要】
基于分布式测温光纤的智能降水控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及建筑工程施工
，特别涉及一种基于分布式测温光纤的智能降水控制系统及方法。

技术介绍

[0002]在基坑施工过程中，由于工程降水不当造成的基坑失稳事故时有发生，造成巨大的人员财产损失，为此，需要实时监测地下水的水位变化情况，并根据水位变化情况动态开启基坑内部抽水水泵，将基坑内的水位控制在指定的安全范围内，因此，降水井的水位控制成为保证深基坑施工安全的关键因素。
[0003]现阶段，深基坑降水普遍采用的施工流程为：降水井内水泵开启之前，采用人工或者自动化设备进行水位数据监测，然后根据水位监测数据判断是否开启水泵，水泵开启一段时间后，再根据经验关闭水泵，如此反复，上述控制方式效率较低，难以应对一些突发的基坑渗水情况，而且，当降水井数量较多时，往往难以兼顾，极易出现水泵空转烧机的情况，进而引起基坑变形坍塌。其主要原因是：水泵开启过程中，井内水头为动水头，现有水位监测传感器和人工监测手段对于降水井内的水位监测存在较大的误差，水泵运行过程中无法实时监测降水井内真实水位的变化情况，如直接根据水泵工作时的水位监测数据设计水泵开关控制系统，极易出现空转烧机、频繁启动等问题。
[0004]因此，现有水泵的开启和关闭由人工根据出水量、发动机状态等信息进行判断，存在较大的不确定性，极易导致基坑出现安全事故。

技术实现思路

[0005]针对现有降水井内水泵的启闭由人工根据出水量、发动机状态等信息进行判断，存在较大的不确定性，极易导致基坑出现安全事故的问题。本专利技术的目的是提供一种基于分布式测温光纤的智能降水控制系统及方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于分布式测温光纤的智能降水控制系统，它包括：水泵、温度控制模块及开关控制模块，水泵和温度控制模块均设置于降水井水位面以下，且温度控制模块置于降水井内指定安全水位深度，开关控制模块设置于降水井顶部，水泵通过电源连接线与开关控制模块连接，温度控制模块通过信号连接线与开关控制模块连接，其中，温度控制模块包括分布式测温光纤和配重块，分布式测温光纤的底端连接配重块，分布式测温光纤的顶端与开关控制模块信号连接。
[0007]本专利技术的基于分布式测温光纤的智能降水控制系统，包括设置于降水井水位面以下的水泵和温度控制模块，及安装于降水井顶部的开关控制模块，且水泵和温度控制模块均与开关控制模块连接，温度控制模块由分布式测温光纤，及安装于其底端的配重块组成，保证降水井内的分布式测温光纤保持铅锤状态，置于降水井水位面以下的分布式测温光纤能够采集降水井内不同深度位置的温度场变化数据，实时监测降水井内的温度变化情况，开关控制模块根据初始设置的控制模式和阈值，判断并控制水泵的开启和闭合；该智能降
水控制系统具有如下有益效果：在水泵抽水过程中，根据分布式测温光纤的温度场数据，由开关控制模块自动控制水泵的开启和关闭，控制精度高，且安全可靠，解决了传统的水位监测方法动水位监测误差大的问题；而且，由于能够根据温度变化曲线形成多种控制模式和控制阈值，使得开关控制模块的控制方式更加灵活，后期可开发性强。
[0008]进一步的，所述开关控制模块包括开关控制电路、数据分析系统和数据传输系统，数据传输系统用于传输分布式测温光纤获取的温度数据，数据分析系统采集并分析温度数据，并根据相应的控制模式和阈值改变开关控制电路，控制水泵的开启和关闭。
[0009]进一步的，它还包括与开关控制模块信号连接的云平台，开关控制模块的数据传输系统将监测数据发送至云平台，同时接收云平台发送的反馈数据。
[0010]另外，本专利技术还提供了一种基于分布式测温光纤的智能降水控制方法，步骤如下：
[0011]S1：安装所述基于分布式测温光纤的智能降水控制系统，将水泵放置在降水井内，将温度控制模块置于降水井内指定安全水位深度,开关控制模块设置于降水井顶部，且水泵和温度控制模块均与开关控制模块连接，设置开关控制模块的初始控制模式和阈值；
[0012]S2:当分布式测温光纤某一位置处的温度在一时间段
△
t内的数值波动未超过最小阈值，且温度累计变化超过最大阈值时，水泵保持开启；当温度的数值波动超过最小阈值，或者时间段
△
t内的数值波动超过最小阈值，且温度累积变化值恢复到初始温度时，水泵保持关闭。
[0013]本专利技术的基于分布式测温光纤的智能降水控制方法，首先，将水泵和温度控制模块置于降水井水位面以下，将开关控制模块安装于降水井顶部，温度控制模块的分布式测温光纤采集不同深度及位置处的温度场变化数据，位于降水井水位面以上的分布式测温光纤监测到的温度值和温度波动程度则高于水位面以下的部分，开关控制模块根据温度监测数据对水泵的开启和关闭进行自动调节；根据分布式测温光纤的温度场数据，由开关控制模块自动控制水泵的开启和关闭，不但控制精度高，而且操作安全可靠，解决了传统的水位监测方法动水位监测误差大而无法控制水泵的问题；而且，由于能够根据温度变化曲线形成多种控制模式和控制阈值，使得开关控制模块的控制方式更加灵活，后期可开发性强。
[0014]进一步的，步骤S2还包括：温度监测数据和水泵的状态数据上传至云平台，通过云平台动态调整开关控制模块的控制模式和阈值。
[0015]进一步的，所述时间段
△
t为5min～10min，时间段
△
t内温度变化的阈值范围为1℃～2℃。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的基于分布式测温光纤的智能降水控制系统的示意图；
[0017]图2为本专利技术一实施例中温度控制模块的示意图；
[0018]图3为本专利技术一实施例中开关控制模块的示意图；
[0019]图4为本专利技术的基于分布式测温光纤的智能降水控制方法的流程图。
[0020]图中标号如下：
[0021]降水井1；水泵11；分布式测温光纤12；配重块14；开关控制模块16；开关控制电路161；数据分析系统163；数据传输系统162。
具体实施方式
[0022]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本专利技术技术方案的限制。
[0023]实施例1
[0024]结合图1至图3说明本实施例的基于分布式测温光纤的智能降水控制系统，它包括：水泵11、温度控制模块及开关控制模块16，水泵11和温度控制模块均设置于降水井1水位面以下，且温度控制模块置于降水井1内指定安全水位深度，开关控制模块16设置于降水井1顶部，水泵11通过电源连接线与开关控制模块16连接，温度控制模块通过信号连接线与开关控制模块16连接，开关控制模块16通过外接电源进行供电，其中，温度控制模块包括分布式测温光纤12和配重块14，分布式测温光纤12的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于分布式测温光纤的智能降水控制系统，其特征在于，包括：水泵、温度控制模块及开关控制模块，水泵和温度控制模块均设置于降水井水位面以下，且温度控制模块置于降水井内指定安全水位深度，开关控制模块设置于降水井顶部，水泵通过电源连接线与开关控制模块连接，温度控制模块通过信号连接线与开关控制模块连接，其中，温度控制模块包括分布式测温光纤和配重块，分布式测温光纤的底端连接配重块，分布式测温光纤的顶端与开关控制模块信号连接。2.根据权利要求1所述的基于分布式测温光纤的智能降水控制系统，其特征在于：所述开关控制模块包括开关控制电路、数据分析系统和数据传输系统，数据传输系统用于传输分布式测温光纤获取的温度数据，数据分析系统采集并分析温度数据，并根据相应的控制模式和阈值改变开关控制电路，控制水泵的开启和关闭。3.根据权利要求2所述的基于分布式测温光纤的智能降水控制系统，其特征在于：它还包括与开关控制模块信号连接的云平台，开关控制模块的数据传输系统将监测数据发送至云平台，同时接收云平台发送的反馈数据。4.基于分布式测温光纤的智能降水控制方法，其特征在于：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓亮，龙莉波，章谊，于亚磊，戚健文，张健，施红兵，
申请(专利权)人：上海建工二建集团有限公司，
类型：发明
国别省市：