水庫大壩安全監(jiān)測(cè)
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1.監(jiān)測(cè)工作的目的
大壩安全監(jiān)測(cè)的目的和意義眾所周知，大壩安全監(jiān)測(cè)有校核設(shè)計(jì)、改進(jìn)施工和評(píng)價(jià)大壩安全狀況的作用，且重在評(píng)價(jià)大壩安全。
2.大壩監(jiān)測(cè)工作的主要內(nèi)容
1）大壩區(qū)降雨強(qiáng)度和雨量監(jiān)測(cè)；
2）大壩浸潤(rùn)線及壩基滲壓監(jiān)測(cè)；
3）大壩上下游水位監(jiān)測(cè)；
4）大壩壩體位移監(jiān)測(cè)。
3. 監(jiān)測(cè)內(nèi)容、方法及儀器
3.1 大壩區(qū)降雨強(qiáng)度和雨量監(jiān)測(cè)
采用智能”數(shù)字翻轉(zhuǎn)式雨量計(jì)做為降雨量和和降雨強(qiáng)度的可靠測(cè)量。
3.2 大壩浸潤(rùn)線及壩基滲壓監(jiān)測(cè)
為了解壩體和壩基的滲流壓力，通過埋設(shè)滲壓計(jì)來觀測(cè)壩體的滲流壓力分布情況和浸潤(rùn)線位置以及壩基滲流壓力分布情況。
3.3 大壩上下游水位監(jiān)測(cè)
為了了解大壩上下游水位情況，分別設(shè)置振弦式通氣水位計(jì)來觀測(cè)大壩的上下游的水位。
3.4 大壩壩體位移監(jiān)測(cè)
大壩壩體地表位移監(jiān)測(cè)是為了了解大壩地表水平變形和垂直變形情況。監(jiān)測(cè)儀器采用了全站儀自動(dòng)極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，正是這一新技術(shù)下的內(nèi)外業(yè)一體化的工程測(cè)量系統(tǒng)取代傳統(tǒng)ME5000精密測(cè)距儀，可以實(shí)現(xiàn)無人值守及自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的系統(tǒng)。
3.５ 傳感器
可根據(jù)實(shí)際需求，在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)安裝各種傳感器。一般常用的有：
滲壓計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)、應(yīng)力計(jì)、多點(diǎn)位移計(jì)、測(cè)縫計(jì)、水位計(jì)、鋼筋計(jì)、傾角計(jì)、測(cè)力計(jì)、氣壓計(jì)、溫度計(jì)、壓力盒等。
4. 遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
4.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使得以電測(cè)傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目能實(shí)現(xiàn)全天候自動(dòng)監(jiān)測(cè)，如本項(xiàng)目中使用的各種傳感器都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。同樣，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也具備人工觀測(cè)條件，通過觀測(cè)人員攜帶讀數(shù)儀或筆記本電腦到各監(jiān)測(cè)站讀取數(shù)據(jù)，并可由人工輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)入相關(guān)數(shù)據(jù)庫。
連續(xù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)可以記錄下監(jiān)測(cè)對(duì)象完整的數(shù)據(jù)變化過程，并且實(shí)時(shí)得到數(shù)據(jù)，借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還可以將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何需要這些數(shù)據(jù)的部門。
4.2 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)由三部分組成：
1）現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)部分
2）遠(yuǎn)程終端采集單元MCU
3）管理中心數(shù)據(jù)處理部分
4.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
水庫大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用分層分布開放式結(jié)構(gòu)，運(yùn)行方式為分散控制方式，可命令各個(gè)現(xiàn)地監(jiān)測(cè)單元按設(shè)定時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行巡測(cè)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并向安全監(jiān)測(cè)中心報(bào)送數(shù)據(jù)。系統(tǒng)MCU之間以及MCU與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)通信采用光纜。
安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可通過光纜將位于本工程各個(gè)監(jiān)測(cè)站內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集上來，然后通過光纜傳送到位于控制樓的監(jiān)測(cè)中心內(nèi)的監(jiān)控主機(jī)內(nèi)。
5.系統(tǒng)硬件具備的特點(diǎn)
1)高品質(zhì)：專門為水電市場(chǎng)開發(fā)的DT515/615型智能數(shù)據(jù)采集器A/D轉(zhuǎn)換達(dá)到15位，可以保證高精度；且通過了EMC電磁性認(rèn)證和CE安全性認(rèn)證，可以保證抗干擾性以及安全環(huán)保的特性，同時(shí)也保證了長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性。
2)高適應(yīng)性：耐低溫能力，正常工作寬溫度范圍-45℃～+70℃，可以保證惡劣的工作環(huán)境；高電壓測(cè)試能力，正常測(cè)量寬量程范圍±100V，可以保證傳感器的兼容性。
3)高兼容性：可同時(shí)連接水電安全監(jiān)測(cè)的各種儀器，包括弦式儀器、差阻式儀器、壓電式儀器、4-20mA電流式儀器、水位計(jì)、雨量計(jì)、熱電偶、熱敏電阻、鉑金電阻等。
4)便攜特性：采集儀器具有體積小巧、便于攜帶的特點(diǎn)，重量?jī)H幾公斤，施工期間可代替多種傳感器信號(hào)的讀數(shù)儀使用，后期同時(shí)可作為自動(dòng)化測(cè)控單元的采集模塊使用。
5)防潮特性：數(shù)據(jù)采集器的所有電路板都經(jīng)過防潮處理，正常工作濕度范圍可達(dá)85%；同時(shí)外部具有工業(yè)級(jí)保護(hù)機(jī)箱，可以充分保證在水電現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境下正常工作。
6)防雷特性：采用專用電源防雷器對(duì)電源進(jìn)行電涌防護(hù)，輸入信號(hào)接入最大通容容量5KA的信號(hào)防雷板進(jìn)行防雷保護(hù)，保證水電現(xiàn)場(chǎng)野外工作的能力。
7)供電靈活性：內(nèi)部具有電池，可以保證外部供電缺失下測(cè)控單元正常工作；同時(shí)儀器具有自動(dòng)休眠模式，整個(gè)采集低能耗，可以保證長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行工作及不間斷性；外部電源可以選擇工業(yè)電源、直流電源、蓄電池、太陽能板等。
8)內(nèi)部存儲(chǔ)特性：內(nèi)部具有512K的內(nèi)部存儲(chǔ)器，同時(shí)可以最大擴(kuò)展到4M外部存儲(chǔ)卡，可以保證外部實(shí)時(shí)監(jiān)控出現(xiàn)意外情況下數(shù)據(jù)的完整性。
9)通訊方便特性：每個(gè)測(cè)控單元預(yù)留RS232直接通訊接口，同時(shí)可以方便組成485或TCP/IP的光纖網(wǎng)絡(luò)，充分保證水電監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試方便性及自動(dòng)化遠(yuǎn)程通訊能力。
10)協(xié)議開放特性：儀器基于文本的指令語言簡(jiǎn)單，兼容各種編程語言，同時(shí)可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的交互，保證后期自動(dòng)化軟件的二次開發(fā)方便性。
11)性價(jià)比優(yōu)：具有容量大、價(jià)格低的特點(diǎn)，一個(gè)監(jiān)控單元最多可直接接入90只弦式儀器，保證水電監(jiān)測(cè)的性價(jià)比最優(yōu)。
６.監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的功能特點(diǎn)
本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是專為大壩安全監(jiān)測(cè)提供最優(yōu)惠的解決方案，其基本的功能有：
1）可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)大壩的各測(cè)試參數(shù)，可根據(jù)需要設(shè)定采集頻率、測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)可進(jìn)行各種計(jì)算。
2）可對(duì)水庫大壩的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)評(píng)估，按水利專業(yè)要求進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)的計(jì)算、評(píng)估與處理，以適應(yīng)各種評(píng)測(cè)模型的需要。
3）數(shù)據(jù)能夠以各種數(shù)據(jù)庫形式保存并可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢，還可以直接生成EXCEL或其他形式報(bào)表。同時(shí)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)保存到網(wǎng)頁報(bào)表中，提供網(wǎng)頁遠(yuǎn)程瀏覽各種數(shù)據(jù)。
4）數(shù)據(jù)可以以圖形方式顯示，包括時(shí)間歷程曲線圖、X/Y坐標(biāo)圖、模擬圖、直方圖等形式。
5）具有數(shù)據(jù)越限報(bào)警功能，現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)上傳報(bào)警信息時(shí)，主機(jī)會(huì)出現(xiàn)明顯的報(bào)警畫面和報(bào)警信息，同時(shí)還可提供各種聲光報(bào)警等多媒體提示。
6）實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)信息打印的功能，支持對(duì)圖形、報(bào)表、曲線、報(bào)警信息、各種統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果等的打印。
7）在線編輯、維護(hù)、修改、擴(kuò)展功能。系統(tǒng)硬件和軟件都滿足開放性標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足今后系統(tǒng)在硬件節(jié)點(diǎn)的增加、數(shù)據(jù)庫容量的擴(kuò)充、系統(tǒng)軟件功能的增強(qiáng)等方面的要求。
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