[发明专利]抛石丁坝块石走失监测装置及方法

说明书

本发明公开抛石丁坝块石走失监测装置及方法，包括传感器装置、数据采集与传输装置、数据处理装置；方法步骤包括当监测周期开始时，所述远程控制系统通过无线传输系统控制数据采集与传输装置和传感器装置运行；所述三轴加速度传感器监测所述目标块石的三维加速度信号，并通过传输线路传输至数据采集与传输装置；所述三轴加速度采集模块通过无线传输系统将三维加速度信号传输至数据处理装置；所述数据处理装置对三维加速度信号进行分析处理，若相邻时间段加速度信号的均值之差大于预设阈值，则生成携带传感器唯一编码的目标块石走失信号。本发明能分析出抛石丁坝水毁程度，从而及时采取补救措施，维持抛石丁坝功能。

技术领域

本发明涉及丁坝块石监测领域，具体是抛石丁坝块石走失监测装置及方法。

背景技术

丁坝是航道整治工程中最常用的整治建筑物，抛石丁坝应用最为广泛。但抛石丁坝结构较为松散，坝头、坝身及坝根的块石受复杂水流作用，块石流失，发生坍塌水毁现象。针对这一现象，不同学者进行了试验与理论研究。学者对丁坝附近绕流、丁坝冲刷、丁坝附近水流紊动及压力分布等问题进行研究，取得较大进展，丁坝的稳定性及运行可靠度获得部分研究成果。但影响抛石丁坝水毁的因素极为复杂,其破坏机理一直是学术界公认的难题，抛石丁坝的水毁现象仍然很严重。

工程中抛石丁坝维修不及时，导致丁坝破损严重，失去整治航道的功能性。因此抛石丁坝的损坏过程与损害程度是值得关注的工程问题。但由于建筑物工作环境一般位于水下，难以实时观测，评判抛石丁坝损坏程度，导致维护人员不能及时采取维护措施。

发明内容

本发明的目的是提供抛石丁坝块石走失监测装置，包括传感器装置、数据采集与传输装置、数据处理装置。

所述传感器装置包括若干三轴加速度传感器。每个三轴加速度传感器具有唯一编码。

每个三轴加速度传感器埋于一块目标块石内，监测所述目标块石的三维加速度信号，并传输至数据采集与传输装置。

所述数据采集与传输装置包括三轴加速度采集模块。

所述三轴加速度采集模块获取三轴加速度传感器传输的三维加速度信号，并传输至数据处理装置。

所述数据处理装置对三维加速度信号进行分析处理，若相邻时间段加速度信号的均值之差大于预设阈值，则生成携带传感器唯一编码的目标块石走失信号。

进一步，所述抛石丁坝块石走失监测装置应用于抛石丁坝。

进一步，所述目标块石为抛石丁坝表面块石，尺寸为抛石尺寸分布的前h％。

所述目标块石所在位置包括抛石丁坝背水坡坝根部、背水坡坝面棱角部位、坝头中轴线部位、坝头中轴线下游。

进一步，所述传感器装置还包括传输线路、钢丝。

所述钢丝固定于目标块石和河岸之间。

所述传输线路缠绕在钢丝上。

所述传输线路的一端连接三轴加速度传感器，另一端连接三轴加速度采集模块。

进一步，当连接电脑的传输线路数量大于n时，传输线路通过USB扩展器插头与电脑连接。

进一步，所述传输线路和钢丝位于目标块石下游。

进一步，所述数据采集与传输装置还包括电脑、无线传输系统、远程控制系统、电源模块。

所述电脑用于集成三轴加速度采集模块、无线传输系统、远程控制系统。

所述三轴加速度采集模块通过无线传输系统将三维加速度信号传输至数据处理装置。

所述远程控制系统通过无线传输系统接收监测启动信号或停止信号，进而控制数据采集与传输装置和传感器装置运行或停止。