倾角式冲刷传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种倾角式冲刷传感器，由固定板、U形环、链条、上壳体、下壳体、导线、倾角传感模块、垫板、密封板、垫块、配重块组成。冲刷环境中，水流的变化会带动倾角式冲刷传感器发生晃动，测得的倾角数据不断变化，而土体状态则相对稳定，处在土中的倾角式冲刷传感器测得的倾角数据几乎不变。将若干只倾角式冲刷传感器按一定间隔分别安装在同一地点的不同深度位置，根据传感器测得的倾角数据区分水体和土体，确定泥面位置。本实用新型专利技术利用倾角数据的变化幅度和频率来判断泥面位置，因而不受温度变化等因素干扰。本实用新型专利技术构造简单、安装方便，可根据使用条件和要求改变测量精度和测量深度范围，在多个监测地点安装本实用新型专利技术的监测装置，实现区域性冲刷监测。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水利工程监测装置，具体涉及一种倾角式冲刷传感器。
技术介绍
在水利、取排水、海河岸堤坝防护、桥梁、海洋平台等工程中，水流的冲刷对结构造成破坏的现象相当普遍。结构物地基往往由于水流的冲蚀而使得其强度降低，给结构物的安全带来隐患。因为水流的冲刷都在水下，一般很难及时发现，而结构物一旦由于冲刷产生破坏时，往往导致都是诸如垮塌等恶性事故，危及广大人民群众的财产和生命安全。目前的冲刷监测方法主要有人工深度尺、声纳、雷达和时域反射计(TDR)等，但是这些方法在实际工程应用中具有很大局限性，比如有离线、精度低、稳定性差、成本高和传感元件耐久性差等缺点，难于实时、准确监测桩基和堤岸的冲刷状态。在冲刷环境中，水流变化会带动水滴形悬挂物发生晃动，这与在土体中相对稳定的状态不同。基于此特性，本技术提供一种新型的冲刷传感器。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于水流变化导致悬挂物体晃动的原理、具有高耐久性、制作简单、成本较低的倾角式冲刷传感器，用以监测水下冲刷变化。实现本技术目的的技术解决方案为：倾角式冲刷传感器包括固定板、U形环、链条、上壳体、下壳体、导线、倾角传感模块、垫板、密封板、垫块、配重块。下壳体为半球体，内部中心有圆柱槽，可以放入配重块和垫块；开口端内壁有螺纹，内侧垫有密封板，罩住放有配重块和垫块的圆柱槽。上壳体为圆锥体，开口端外壁有螺纹与下壳体的螺纹连接，夹紧密封板；内部有两层圆柱槽，内侧圆柱槽顶部到上壳体外侧壁开有通线孔。垫板为厚圆板，倾角传感模块安装在垫板上表面中部，垫板固定在两层圆柱槽台阶面上，倾角传感模块朝内。导线一端与倾角传感模块连接，另一端从上壳体的通线孔引出。链条为两个链条环，一端固定在上壳体顶部，另一端套入U形环。U形环有曲线段和直线段，直线段上有螺纹。固定板为钢制平板，四角附近各有一个螺栓孔，中心线上有两个螺栓孔，U形环的直线段分别插入固定板的螺栓孔，螺栓固定连接。倾角式冲刷传感器工作原理和方法如下： 冲刷环境中，水流的变化会带动倾角式冲刷传感器发生晃动，测得的倾角数据不断变化，而土体状态则相对稳定，处在土中的倾角式冲刷传感器测得的倾角数据几乎不变；根据以上特性，可通过测量倾角式冲刷传感器的倾角变化幅度和频率来区分水体和土体。将若干只倾角式冲刷传感器按一定间隔分别安装在同一地点的不同深度位置，在确定各倾角式冲刷传感器深度位置的基础上，根据倾角式冲刷传感器测得的倾角数据区分水体和土体，找到水土界面的深度位置，即为泥面位置。本技术与现有技术相比，其显著优点：(1) 本技术的测量原理简单可靠：在水中的传感器因水流作用发生晃动，倾角数据不断变化，而土体则相对稳定，传感器的倾角数据几乎不变，根据这种差异来区分水体和土体，确定泥面位置。这种冲刷监测方法，主要根据倾角数据的变化幅度和频率来判断泥面位置，因而不受温度变化等因素干扰；(2) 本技术的传感装置制作工艺简单，安装方便，有广阔的应用前景和良好的经济效益；(3) 本技术的测试精度高，其测试精度可达0.2m，并且可以根据具体要求改变精度，其精度主要可以通过改变倾角传感探头数量以及探头间距大小实现；(4) 本技术无需对安装位置进行限制，只要确保监测时至少有两个不同深度的倾角式传感器分别在水体和土体中即可确定泥面位置；(5) 本技术可对多个监测点同时进行冲刷监测，可按照监测需求，在多个监测点安装倾角式冲刷传感器，实现区域性整体冲刷监测。附图说明图1 为倾角式冲刷传感器结构示意图。图2 为实施例1安装示意图。图3为 支撑架结构图，其中图3（a）为支撑架结构正视图，图3（b）为支撑架结构俯视图。图4 为实施例2安装示意图。图中各标号：倾角式冲刷传感器1，固定板11，U形环12，链条13，上壳体14，下壳体15，导线16，倾角传感模块17，垫板18，密封板19，垫块20，配重块21，支撑架2，上斜撑22，水平支撑23，下斜撑24，支撑板25，固定架3，锚碇4，卡槽41，连接件5。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细描述。结合图1，倾角式冲刷传感器1包括固定板11、U形环12、链条13、上壳体14、下壳体15、导线16、倾角传感模块17、垫板18、密封板19、垫块20、配重块21。下壳体15为半球体，内部中心有圆柱槽，可以放入配重块21和垫块20；开口端内壁有螺纹，内侧垫有密封板19，罩住放有配重块21和垫块20的圆柱槽。上壳体14为圆锥体，开口端外壁有螺纹与下壳体15的螺纹连接，夹紧密封板19；内部有两层圆柱槽，内侧圆柱槽顶部到上壳体14外侧壁开有通线孔。垫板18为厚圆板，倾角传感模块17安装在垫板18上表面中部，垫板18固定在两层圆柱槽台阶面上，倾角传感模块17朝内。导线16一端与倾角传感模块17连接，另一端从上壳体14的通线孔引出。链条13为两个链条环，一端固定在上壳体14顶部，另一端套入U形环12。U形环12有曲线段和直线段，直线段上有螺纹。固定板11为钢制平板，四角附近各有一个螺栓孔，在中心线上有两个螺栓孔，U形环12的直线段分别插入固定板11的螺栓孔，螺栓固定连接。上述倾角式冲刷传感器1制作方法，包括以下几个步骤：（a1）将配重块21放入下壳体15圆柱槽内，圆柱槽空余部分用垫块20填平；（a2）将密封板19放入下壳体15开口端底部，罩住放有配重块21和垫块20的圆柱槽；（a3）将倾角传感模块17固定在垫板18上，导线16一端与倾角传感模块17连接，另一端从上壳体14的通线孔穿出；（a4）将倾角传感模块17朝内，垫板18螺钉固定在上壳体14内的两层圆柱槽台阶面上；（a5）将上壳体14开口端螺纹与下壳体15开口端螺纹连接，夹紧密封板19；（a6）将链条13的一端与上壳体14顶端表面连接成一体，另一端套入U形环12内；（a7）将U形环12直线段对应穿过固定板11的螺栓孔，螺栓固定连接。倾角式冲刷传感器1工作原理和方法如下：冲刷环境中，水流的变化会带动倾角式冲刷传感器1发生晃动，测得的倾角数据不断变化，而土体状态则相对稳定，处在土中的倾角式冲刷传感器1测得的倾角数据几乎不变；根据以上特性，可通过测量倾角式冲刷传感器1的倾角变化幅度和频率来区分水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倾角式冲刷传感器，其特征在于：倾角式冲刷传感器（1）包括固定板（11）、U形环（12）、链条（13）、上壳体（14）、下壳体（15）、导线（16）、倾角传感模块（17）、垫板（18）、密封板（19）、垫块（20）、配重块（21）；下壳体（15）为半球体，内部中心有圆柱槽，可以放入配重块（21）和垫块（20），开口端内壁有螺纹，内侧垫有密封板（19），罩住放有配重块（21）和垫块（20）的圆柱槽；上壳体（14）为圆锥体，开口端外壁有螺纹与下壳体（15）的螺纹连接，夹紧密封板（19），内部有两层圆柱槽，内侧圆柱槽顶部到上壳体（14）外侧壁开有通线孔；垫板（18）为厚圆板，倾角传感模块（17）安装在垫板（18）上表面中部，垫板（18）固定在两层圆柱槽台阶面上，倾角传感模块（17）朝内；导线（16）一端与倾角传感模块（17）连接，另一端从上壳体（14）的通线孔引出；链条（13）为两个链条环，一端固定在上壳体（14）顶部，另一端套入U形环（12）。U形环（12）有曲线段和直线段，直线段上有螺纹；固定板（11）为钢制平板，四角附近各有一个螺栓孔，在中心线上有两个螺栓孔，U形环（12）的直线段分别插入固定板（11）的螺栓孔，螺栓固定连接。...

【技术特征摘要】
1.一种倾角式冲刷传感器，其特征在于：倾角式冲刷传感器（1）包括固
定板（11）、U形环（12）、链条（13）、上壳体（14）、下壳体（1
5）、导线（16）、倾角传感模块（17）、垫板（18）、密封板（19）
、垫块（20）、配重块（21）；下壳体（15）为半球体，内部中心有
圆柱槽，可以放入配重块（21）和垫块（20），开口端内壁有螺纹，
内侧垫有密封板（19），罩住放有配重块（21）和垫块（20）的圆柱
槽；上壳体（14）为圆锥体，开口端外壁有螺纹与下壳体（15）的螺
纹连接，夹紧密封板（19），内部有两层圆柱槽，内侧圆柱槽顶部到
...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇，
申请(专利权)人：丁勇，
类型：实用新型
国别省市：