堤坝管涌渗漏强度检测装置及其检测方法
【专利摘要】本发明涉及管涌、渗漏探测领域，公开了一种堤坝管涌渗漏强度检测装置，包括上方柱筒、下方锥筒、滑动电阻、浮球、直流电源、灵敏电流表、可调节弯管。上方柱筒和下方锥筒通过可调节弯管相连接，上方柱筒底部和下方锥筒顶部均有流水开口，滑动电阻设置在上方柱筒侧壁上，滑动电阻的滑片与浮球连接，滑动电阻通过电线与信号装置连接，信号装置包括直流电源和灵敏电流表，灵敏电流表用于判别管涌、渗漏强度。本发明还公开了上述装置的检测方法。本发明基于伯努力方程和浮力，利用可以随水面浮动的浮球改变控制滑动电阻的电阻值，并通过灵敏电流表观测这一变化，从而能快速、无损地检测堤坝的管涌、渗漏强度，投资低、结构简单、便于工程人员掌握使用。
【专利说明】
堤坝管涌渗漏强度检测装置及其检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种堤坝管涌渗漏强度检测装置。本发明的装置适用于小型水库的堤 坝管涌渗漏强度检测。
【背景技术】
[0002] 水库堤坝渗漏、管涌等是导致堤坝溃决的重要原因，会对国民经济、社会安定和 谐、环境与生态等造成严重的损失。因此如何准确快速地查明堤坝渗漏或管涌的进水口位 置及强度大小至关重要，管涌、渗漏探测方法及其设备装置也随之诞生。
[0003] 现有的管涌、渗漏探测装置是与人工巡视、地质钻探和地球物理勘探三种探测方 法对应的。人工巡视基本不需要仪器装置，但是人工巡视浪费人力且难以发现隐患;地质钻 探具有破坏性且探测结果是局部的;地球物理勘探结果较准确，但是探测装置结构复杂、成 本较高，且一般人员难以掌握其使用方法。现有的管涌、渗漏探测装置无法满足快速、无损、 成本低、结构简单以及便于工程人员掌握使用等要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种快速、无损、成本低、结构简单、便于工程人员掌握使 用的管涌、渗漏强度检测装置及其检测方法。
[0005] 本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现的，堤坝管涌渗漏强度检测装置， 包括上方柱筒、下方锥筒、滑动电阻、浮球、信号装置、可调节弯管； 上方柱筒的底部和下方锥筒的顶部均有流水开口，上方柱筒和下方锥筒通过可调节弯 管相连接，滑动电阻设置在上方柱筒侧壁上； 滑动电阻的滑片与浮球连接，浮球随水位的上下移动可改变滑动电阻的大小，滑动电 阻通过电线与信号装置相连接，信号装置包括直流电源和灵敏电流表，灵敏电流表用于判 别管涌、渗漏强度。
[0006] 优选的，所述上方柱筒与可调节弯管螺栓连接;下方锥筒与可调节弯管螺栓连接， 可调节弯管弯度可调节。
[0007] 优选的，所述上方柱筒的上部有支耳，支耳带有孔洞，且支耳用螺栓固定在上方柱 筒筒壁外侧。
[0008] 优选的，所述上方柱筒的侧壁与滑动电阻螺栓连接。
[0009] 优选的，所述上方柱筒的直径等于4倍的流水开口直径，上方柱筒的长度等于8倍 的流水开口直径，下方锥筒的上底直径等于流水开口直径，下方锥筒的下底直径等于20倍 的流水开口直径，下方锥筒的长度等于15倍的流水开口直径，浮球的直径等于3倍的流水开 口直径，浮球随水位的变化而自由上下浮动，可调节弯管直径等于所述流水开口直径。
[0010] 优选的，所述可调节弯管两端分别设有固定环，所述上方柱筒底板与可调节弯管 上端固定环螺栓连接;下方锥筒上端设置的固定环与可调节弯管下端固定环螺栓连接。
[0011] 本发明包括上方柱筒、可调节弯管、下方锥筒、滑动电阻、浮球、信号装置。
[0012] 本发明的第二个目的是提供利用上述堤坝管涌渗漏强度检测装置进行检测的方 法，通过如下运行方式达到： 将检测装置铅直放入水中，沿堤坝边移动进行探测。在水库不进行排水的情况下，堤坝 内的水可以认为是静止的，其水流速度为零。因此，检测装置沿坝移动时，如未遇到管涌和 渗漏，下方锥筒底部的水流速度为零，上方柱筒内的水位基本稳定在一个固定值，浮球基本 不会上下移动，电阻的大小也不会发生变化，信号装置中的电流表的数值基本稳定；当探测 装置遇到管涌和渗漏时，下方锥筒底部的水流速度大于零，根据伯努力方程：
同一高程下是定值，是常量，水流速度增大时，水压降低才满足要求，水压的降低意味 着上下方锥筒中的水深减小，即上方柱筒中的水面高度降低，从而浮球向下移动，浮球向下 移动带动滑动电阻的滑片移动改变了电阻的大小，信号装置中的灵敏电流表的读数会发生 明显的变化，从而检测出管涌、渗漏入水口和强度大小。
[0013] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明上方柱筒和下方锥筒通过可 调节弯管和螺栓连接，上方柱筒的底部和下方锥筒的顶部均有流水开口，滑动电阻通过螺 栓装置固定在上方柱筒侧壁上，滑动电阻的滑片与浮球连接，浮球随水位的上下移动可以 改变电阻的大小，滑动电阻通过电线与信号装置连接，信号装置由直流电源和灵敏电流表 组成，由灵敏电流表的读数大小判别管涌、渗漏强度。所述上方柱筒的直径等于4倍的流水 开口直径，所述上方柱筒的长度等于8倍的流水开口直径，所述下方锥筒的小孔直径等于流 水开口直径，所述下方锥筒的大孔直径等于20倍的流水开口直径，所述下方锥筒的长度等 于15倍的流水开口直径，所述浮球的直径等于3倍的流水开口直径，所述浮球可以随水位的 变化而自由上下浮动，所述可调节弯管可以根据需要弯曲成一定角度。本发明基于伯努力 方程和浮力，利用可以随水面浮动的浮球改变控制滑动电阻的电阻值，并通过灵敏电流表 观测这一变化，从而可以检测堤坝的管涌、渗漏强度。本发明投资低、结构简单、便于工程人 员掌握使用，能快速、无损地检测到堤坝内管涌、渗漏的入水口和强度大小，以便工作人员 合理组织安排抢险工作。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明堤坝管涌渗漏强度检测装置总体结构示意图； 图2为本发明堤坝管涌渗漏强度检测装置的剖面图； 图中，1:上方柱筒;2:下方锥筒;3:提手;4:螺栓;5:支耳;6:滑动电阻;7:浮球;8:螺栓； 9:螺栓;10:电线；11:直流电源；12:灵敏电流表;13:信号装置；14:螺栓;15:螺栓;16:螺栓； 17:可调节弯管；18:螺栓;19:螺栓。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0016] 堤坝管涌渗漏强度检测装置，包括上方柱筒1、下方锥筒2、滑动电阻6、浮球7、直流 电源11、灵敏电流表12、可调节弯管17。
[0017] 上方柱筒1和下方锥筒2通过螺栓4、螺栓15、螺栓18、螺栓19和可调节弯管17连接 在一起，滑动电阻6通过螺栓8和螺栓9固定在上方柱筒1的侧壁上，浮球7与滑动电阻6的滑 片连接，滑动电阻6通过电线10与信号装置13连接，信号装置13由直流电源11和灵敏电流表 12组成，支耳5由螺栓14和螺栓16固定在上方柱筒1的顶部，提手3连接在支耳5上。所述上方 柱筒1的直径等于4倍的流水开口直径，所述上方柱筒1的长度等于8倍的流水开口直径，所 述下方锥筒2的小孔直径等于流水开口直径，所述下方锥筒2的大孔直径等于20倍的流水开 口直径，所述下方锥筒2的长度等于15倍的流水开口直径，所述浮球7的直径等于3倍的流水 开口直径，所述浮球7可以随水位的变化而自由上下浮动。
[0018]本发明的运行方式如下： 首先根据堤坝坡度要求调整可调节弯管使下方锥筒口正对堤坝坡面，然后将检测装置 铅直置于水中，手提提手3沿堤坝边行走，或将上方柱筒竖直固定在船上平行于坝轴线方向 移动，未遇到管涌、渗漏时，下方锥筒2底部水流速度为零，上方柱筒1的水位为一稳定值，浮 球7不会发生大的上下浮动，滑动电阻6的电阻值不变，信号装置13中的电流表12的读数基 本无波动。当探测装置遇到管涌、渗漏时，下方锥筒2底部水流速度大于零，上方柱筒1内的 水位会降低，浮球7随上方柱筒1内的水位降低而向下移动，滑动电阻6的电阻值发生变化， 信号装置13中的电流表12的读数会发生明显波动，从而检测出堤坝的管涌、渗漏强度。 [0019]本发明基于伯努力方程和浮力，利用可以随水面浮动的浮球改变控制滑动电阻的 电阻值，并通过灵敏电流表观测这一变化，从而可以检测堤坝的管涌、渗漏强度。本发明投 资低、结构简单、便于工程人员掌握使用，能快速、无损地检测到堤坝内管涌、渗漏的入水口 和强度大小。
【主权项】
1. 堤坝管涌渗漏强度检测装置，其特征在于，所述检测装置包括上方柱筒（1)、下方锥 筒(2)、滑动电阻(6)、浮球(7)、信号装置(13)、可调节弯管（17); 上方柱筒（1)的底部和下方锥筒(2)的顶部均有流水开口，上方柱筒（1)和下方锥筒（1) 通过可调节弯管（17)相连接，滑动电阻(6)设置在上方柱筒（1)侧壁上； 滑动电阻(6)的滑片与浮球(7)连接，浮球(7)随水位的上下移动可改变滑动电阻(6)的 大小，滑动电阻(6)通过电线（10)与信号装置（13)相连接，信号装置包括直流电源（11)和灵 敏电流表(12)，灵敏电流表(12)用于判别管涌、渗漏强度。2. 根据权利要求1所述的用于探测管涌渗漏的简易装置，其特征在于，所述上方柱筒 (1) 与可调节弯管（17 )螺栓连接；下方锥筒（2)与可调节弯管（17)螺栓连接，可调节弯管 (17)弯度可调节。3. 根据权利要求1所述的堤坝管涌渗漏强度检测装置，其特征在于，所述上方柱筒（1) 的上部有支耳(5)，支耳(5)带有孔洞，且支耳(5)用螺栓固定在上方柱筒(1)筒壁外侧。4. 根据权利要求1所述的堤坝管涌渗漏强度检测装置，其特征在于，所述上方柱筒（1) 的侧壁与滑动电阻(6 )螺栓连接。5. 根据权利要求1所述的堤坝管涌渗漏强度检测装置，其特征在于，所述上方柱筒（1) 的直径等于4倍的流水开口直径，上方柱筒（1)的长度等于8倍的流水开口直径，下方锥筒 (2) 的上底直径等于流水开口直径，下方锥筒（2)的下底直径等于20倍的流水开口直径，下 方锥筒(2)的长度等于15倍的流水开口直径，浮球(7)的直径等于3倍的流水开口直径，浮球 随水位的变化而自由上下浮动，可调节弯管（17)直径等于所述流水开口直径。6. 根据权利要求2所述的堤坝管涌渗漏强度检测装置，其特征在于，所述可调节弯管 (17)两端分别设有固定环，所述上方柱筒（1)底板与可调节弯管（17)上端固定环螺栓连接； 下方锥筒(2)上端设置的固定环与可调节弯管（17)下端固定环螺栓连接。7. 利用权利要求1-6所述的堤坝管涌渗漏强度检测装置进行检测的方法，其特征在于， 所述探测方法为： 将检测装置铅直放入水中，沿堤坝边移动进行探测； 在水库不进行排水的情况下，堤坝内的水可认为是静止的，其水流速度为零；因此，检 测装置沿坝移动时，如未遇到管涌和渗漏，下方锥筒底部的水流速度为零，上方柱筒内的水 位基本稳定在一个固定值，浮球基本不会上下移动，电阻的大小也不会发生变化，信号装置 中的电流表的数值基本稳定； 当探测装置遇到管涌和渗漏时，下方锥筒底部的水流速度大于零，根据伯努力方程：同一高程下是定值，是常量，水流速度增大时，水压降低才满足要求，水压的降低意味 着上下方锥筒中的水深减小，即上方柱筒中的水面高度降低，从而浮球向下移动，浮球向下 移动带动滑动电阻的滑片移动改变了电阻的大小，信号装置中的灵敏电流表的读数会发生 明显的变化，从而检测出管涌、渗漏入水口和强度大小。
【文档编号】G01M3/26GK106052973SQ201610594766
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月27日 公开号201610594766.6, CN 106052973 A, CN 106052973A, CN 201610594766, CN-A-106052973, CN106052973 A, CN106052973A, CN201610594766, CN201610594766.6
【发明人】徐波, 许伟健, 高琛, 袁程, 毕超, 陆伟刚, 刘鹏程
【申请人】扬州大学