[发明专利]一种全域大坝定温方法

说明书

本发明提供了一种全域大坝定温方法，包括点测温、线测温、面测温布置。首次将点、线、面测温方式相结合，不仅能实时在线、连续自动监测混凝土坝内部和表面温度，还可以基于实测温度数据，进行温度插值，实时重构混凝土大坝二维、三维真实温度场，具有重大的意义。本发明改进了过去依靠经验在混凝土坝块内布置点式温度计和分布式光纤，提供了大坝温度监测仪器科学的埋设依据和确定温度的方法。三种测温方式各有优点，如温度计可以灵活布置在大坝混凝土内部，测温光纤抗电磁干扰、使用寿命长、灵敏度和精度高，红外热像仪非接触远距离温度测量等，合理对三者进行安装布置，便可以高效、经济、准确获得大坝全域的点、线、面温度。

技术领域

本发明涉及大坝监控技术领域，更具体地说，涉及一种全域大坝定温方法。

背景技术

现有技术中，大体积混凝土温度监测，有传统的热电偶或热电阻温度计监测和基于分布式光纤温度传感技术的光纤监测以及基于红外辐射理论的红外测温等手段。传统点式温度计只能进行点式温度测量，分布式光纤测温技术能够监测光纤沿线混凝土的温度，而红外测温技术能够通过被探测物体表面发射的红外辐射，获得物体表面的温度分布。然而，常规的大体积混凝土温度监测大部分依赖温度计监测，少量的工程运用分布式光纤进行温度监测，均无法实现大坝混凝土内部的真实温度场重构。而将三种测温方法同时相结合的方式，目前在大体积混凝土坝块中没有实现过；此外，在混凝土坝块内，如何设计布置点式温度计和分布式光纤，主要依靠经验，缺乏科学的埋设依据和确定温度的方法。

因此，亟需一种混凝土大坝全域定温方法，科学定量的确定温度监测仪器的布置方式和路径，从而实现混凝土坝块内温度精确测量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全域大坝定温方法，通过科学合理的在大坝中埋设温度计、测温光纤以及结合红外测温设备，获取大坝混凝土内部点、线、以及大坝表面的真实温度，从而重构大坝真实温度场，科学对混凝土坝块进行定温。

为了解决上述技术问题，现提出的方案如下：

一种全域大坝定温方法，包括点测温布置、线测温布置、面测温布置以获取大坝混凝土内部点、线、以及大坝表面的真实温度；其中，所述点测温布置为在大坝中埋设水工数字温度计，所述点测温布置包括：

a、设一个坝块顶点坐标为(x_i,y_i,z_i)，i＝1,2,3,4,…,n；

b、在坝块内部，随机选择m个点，(x_h,y_h,zh)，h＝1,2,3,…,m，并赋予初始温度值T_h，则得到已知温度点信息(x_h,yh,zh,T_h)；

c、利用该m个温度点的温度数据，采用3维空间插值方法，插值得出整个坝块的温度场；

d、重构温度场的准确性判断标准：采用交叉验证法，依次从初始选择的m个温度点中删除一点，记为(x_j,y_j,z_j)，其他温度点保持不变，用剩余的m-1个温度点插值出整个坝块的温度场，并将(x_j,yj,z_j)处的温度重构值T_j^※与初始值T_j对比，得到两者的绝对值差值ΔT_j＝|T_j^※-T_j|，然后再从所有初始温度点中删除另外一点，并用剩余温度点重构温度场，并与该点的初始温度值对比，反复进行，直到所有温度点都被比较过一次，最终得到m个ΔT_j，求其平均差值ΔT^※＝1/m∑ΔT_j，j＝1,2,3,…,m；若ΔT^※越小，重构的温度场越准确；