系統(tǒng)簡介

液壓壩實(shí)時(shí)在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，通過傳感器信息采集技術(shù)和數(shù)據(jù)計(jì)算分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動采集液壓壩的應(yīng)力數(shù)據(jù)，提前發(fā)現(xiàn)影響設(shè)備安全運(yùn)行的缺陷及故障隱患，并通過信息傳輸與發(fā)布，提供預(yù)警、報(bào)警，確保液壓壩的運(yùn)行安全。

1液壓壩應(yīng)力實(shí)時(shí)在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的主要內(nèi)容

應(yīng)力監(jiān)測：對每扇液壓壩閘門的壩體進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測，并對壩體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行評估。每扇液壓壩閘選擇4個(gè)受力點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，每孔閘門共40個(gè)應(yīng)力傳感器。共計(jì)80個(gè)應(yīng)力傳感器。

2 液壓壩螺栓實(shí)時(shí)在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的布置方案

本方案計(jì)劃對2孔液壓升降壩（共計(jì)20扇）壩體應(yīng)力實(shí)施在線監(jiān)測，在每扇液壓升降壩上布置傳感器，每扇液壓壩上傳感器的信號，通過防水線纜引到位于液壓壩頂部的無線數(shù)據(jù)采集儀上；每個(gè)傳感器和無線數(shù)據(jù)采集儀采用專用防護(hù)套防護(hù)。采集儀通過無線（nb-lot/lore網(wǎng)絡(luò)）通訊至服務(wù)器和岸邊采集箱內(nèi)，采集箱內(nèi)置一體式數(shù)據(jù)展示屏，能儲存實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)查看壩體應(yīng)力變化，能自動評定故障等級，對于超過警戒值的監(jiān)測點(diǎn)能發(fā)出故障聲光報(bào)警信號，系統(tǒng)總布置如下圖：

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液壓壩應(yīng)力在線監(jiān)測系統(tǒng)物理層次分為為3個(gè)層次：即傳感器層、數(shù)據(jù)采集層、顯示層。在線監(jiān)測系統(tǒng)需在閘門上布置監(jiān)測元器件，布置在閘門上的監(jiān)測元器件具備滿足長期水下運(yùn)行的工況，采用無線的方式接入數(shù)據(jù)采集箱，采集箱內(nèi)置集成式一體機(jī)，一體機(jī)作為顯示層可實(shí)時(shí)顯示所有傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)。在線監(jiān)測系統(tǒng)與啟閉機(jī)控制系統(tǒng)互相獨(dú)立，具有預(yù)警和報(bào)警的功能。

1）傳感器應(yīng)變計(jì)安裝

采用YB20表貼士應(yīng)變計(jì)。主要用于大壩、橋梁、管線、支撐、鋼樁等各種結(jié)構(gòu)的應(yīng)變監(jiān)測，既可將儀器的兩個(gè)端塊用電弧焊焊接或使用螺栓固定在結(jié)構(gòu)表面以監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，也可粘接或使用一段錨桿通過鉆孔的方式定在混凝土結(jié)構(gòu)表面來測量混凝土的應(yīng)變，內(nèi)置溫度傳感器可同時(shí)監(jiān)測環(huán)境溫度。

YB20主要技術(shù)參數(shù)：

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①應(yīng)變計(jì)安裝點(diǎn)位應(yīng)在壩體支撐受力點(diǎn)安裝：如圖所示

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②應(yīng)變計(jì)采用粘合安裝或焊接安裝，焊接過程中為了避免焊接時(shí)儀器溫度過高而損壞儀器，焊接時(shí)儀器要包上濕棉紗并不斷在棉紗上澆水，直到焊接完畢后鋼筋冷卻到一定溫度為止，焊接過程中儀器測出的溫度應(yīng)低于60℃。

③焊接必須可靠、穩(wěn)定，接頭的防水性能必須達(dá)到規(guī)定的耐水壓要求。

④將數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線順壩體引到上端并編號，將長約1.0m的鋼管焊接，并將信號傳輸導(dǎo)線從鋼管中引出，以防止信號線損壞。

2）數(shù)據(jù)采集

采用LRK-DZ622A智能無線數(shù)據(jù)采集終端

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技術(shù)參數(shù)：

3數(shù)據(jù)分析處理

當(dāng)水壩開啟后，采用采集終端測得應(yīng)力計(jì)的頻率，從而換算出壩體的應(yīng)力，計(jì)算公式如下：

式中：

-壩體應(yīng)力（kN）；

-壩體的彈性模量（kN/mm2）；

-壩體截面面積（mm2）；

-支撐截面積（mm2）；

-應(yīng)變計(jì)平均應(yīng)力（kN/mm2）。

-應(yīng)變計(jì)常數(shù)(10-6/Hz2)；

-應(yīng)變計(jì)測量自振頻率（Hz）；

-應(yīng)變計(jì)測量自振頻率（Hz）；

部分現(xiàn)場施工圖片：

審核編輯黃宇