一种水利工程土工膜的自动检测系统及检测方法与流程

本发明涉及土工膜质量检测技术领域，具体而言，涉及一种水利工程土工膜的自动检测系统及检测方法。

背景技术：

复合土工膜由土工膜和土工布通过高温加热，将土工布与膜粘合在一起。在土工膜的制造过程中，容易由于受热不均匀，导致土工膜局部产生变形破损等现象；而且，土工膜上的这些缺陷通常由人工检测难以发现，目前尚没有可靠地相关检测设备。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种水利工程土工膜的自动检测系统及检测方法，该自动检测系统及检测方法能够方便、快速、准确地对土工膜上的破损进行检测。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种水利工程土工膜的自动检测系统，该自动检测系统包括：

检测框架，检测框架的上方设有上框架，上框架通过多根立轴与检测框架相连接；

框式密封座，设置在检测框架的边框顶部，框式密封座上开设有注水孔，检测框架的两侧设有密封座升降机构，密封座升降机构与框式密封座相连接；

土工膜压紧块，设置在框式密封座的上方，上框架上安装有压紧块升降机构，压紧块升降机构与土工膜压紧块相连接；

土工膜收放动力组，设置在检测框架的一端，土工膜收放动力组用于将待检测的土工膜送入检测框架与框式密封座之间以及框式密封座与土工膜压紧块之间，并将检测后的土工膜进行收卷。

进一步地，密封座升降机构包括密封座升降油缸，检测框架的两侧分别安装有多个密封座升降油缸，密封座升降油缸的活塞杆与框式密封座相连接。

进一步地，密封座升降机构还包括顶升弹簧，检测框架的两侧分别安装有多个顶升弹簧，顶升弹簧的一端与框式密封座相连接。

进一步地，压紧块升降机构包括安装在上框架上的多个压紧块升降油缸，压紧块升降油缸的活塞杆与土工膜压紧块相连接。

进一步地，检测框架内设有多根横隔梁和多根纵隔梁，横隔梁和纵隔梁相互交错在检测框架的内部形成多个压力检测区，纵隔梁的上方设有中间压紧块，上框架上于中间压紧块的上方设有中间压紧油缸，中间压紧油缸与中间压紧块相连接。

进一步地，自动检测系统还包括一液压油路系统，液压油路系统包括一液压油供应装置，液压油供应装置的出料端与一第一电磁换向阀相连接，第一电磁换向阀通过多个第一分流集流阀分别与多个密封座升降油缸相连接；液压油供应装置的出料端还与一第二电磁换向阀相连接，第二电磁换向阀通过多个第二分流集流阀分别与多个压紧块升降油缸相连接；液压油供应装置的出料端还与一第三电磁换向阀相连接，第三电磁换向阀通过多个第三分流集流阀分别与多个中间压紧油缸相连接。

进一步地，第一电磁换向阀包括第一密封座升降换向阀和第二密封座升降换向阀，第一密封座升降换向阀和第二密封座升降换向阀分别与液压油供应装置的出料端相连接；第一密封座升降换向阀通过多个第一分流集流阀分别与靠近检测框架的端部的多个密封座升降油缸相连接；第二密封座升降换向阀通过多个第一分流集流阀分别与中间的多个密封座升降油缸相连接。

进一步地，检测框架的前端沿检测框架的长度方向安装一土工膜送料转轴，检测框架的后端沿检测框架的长度方向安装一土工膜回料转轴；土工膜收放动力组包括一底座，底座上转动安装一土工膜送料辊和一土工膜收料辊，底座上还设有一驱动土工膜送料辊和土工膜收料辊转动的土工膜收放电机。

根据本发明的另一方面，提供了一种水利工程土工膜的自动检测方法，采用上述的自动检测系统进行检测，该自动检测方法包括：

通过土工膜收放动力组将土工膜送入到检测框架与框式密封座之间，将土工膜从检测框架远离土工膜收放动力组的一端绕过框式密封座，然后将土工膜送入框式密封座与土工膜压紧块之间；

通过密封座升降机构驱动框式密封座下降，将框式密封座以及位于下层的土工膜压紧在检测框架上；通过压紧块升降机构驱动土工膜压紧块下降，将土工膜压紧块以及位于上层的土工膜压紧在框式密封座上；从而使得位于检测框架与框式密封座之间的土工膜和位于框式密封座与土工膜压紧块之间的土工膜中间形成密封的测压空间；

通过中间压紧油缸驱动中间压紧块下降，将测压空间分成多个连通的小测压腔；

通过注水孔向两层土工膜中间形成的密封测压空间内注入水，当密封空间内达到设定水压后，停止注水，检测测压空间内的水压是否随时间下降；若水压保持稳定，则表示被测区域的土工膜上没有破损；若水压下降，则表示被测区域的土工膜上存在破损；

通过土工膜收放动力组将测完的土工膜进行收卷，并进行下一被测区域的土工膜的送入。

进一步地，通过密封座升降机构驱动框式密封座下降，将框式密封座以及位于下层的土工膜压紧在检测框架上，具体是指：先通过靠近检测框架的端部的多个密封座升降油缸驱动框式密封座的端部下降，将位于下层的土工膜压紧在检测框架上；然后通过中间的多个密封座升降油缸将框式密封座和位于下层的土工膜进一步压紧在检测框架上。

应用本发明的技术方案，通过设置检测框架、框式密封座、土工膜压紧块和土工膜收放动力组，将框式密封座设置在检测框架的边框顶部，在框式密封座上开设注水孔，设置密封座升降机构与框式密封座连接，将土工膜压紧块设置在框式密封座的上方，并且设置压紧块升降机构与土工膜压紧块连接；对土工膜进行检测时，先通过土工膜收放动力组将土工膜送入到检测框架与框式密封座之间，然后将土工膜绕过框式密封座送入框式密封座与土工膜压紧块之间，通过密封座升降机构驱动框式密封座下降，将下层的土工膜压紧在检测框架上；通过压紧块升降机构驱动土工膜压紧块下降，将上层的土工膜压紧在框式密封座上；使得上下两层土工膜中间形成密封的测压空间；然后通过注水孔向两层土工膜形成的测压空间内注入水，当密封空间内达到设定水压后，停止注水，检测测压空间内的水压是否随时间下降；若水压保持稳定，则表示被测区域的土工膜上没有破损；若水压下降，则表示被测区域的土工膜上存在破损；测完一个区域后，通过土工膜收放动力组将测完的土工膜进行收卷，并进行下一被测区域的土工膜的送入。该自动检测系统能够方便、快速、准确地对土工膜上的破损进行检测。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的自动检测系统的侧面结构示意图。

图2为图1中a处的局部放大图。

图3为本发明实施例的自动检测系统的端部结构示意图(土工膜压紧块上升时)。

图4为图3中b处的局部放大图。

图5为本发明实施例的自动检测系统的端部结构示意图(土工膜压紧块下降时)。

图6为图5中c处的局部放大图。

图7为本发明实施例的自动检测系统中上框架、立轴、压紧块升降机构和中间压紧油缸的俯视结构示意图。

图8为本发明实施例的自动检测系统中框式密封座、横隔梁、纵隔梁及斜撑杆的俯视结构示意图。

图9为图8中d处的局部放大图。

图10为本发明实施例的自动检测系统中框式密封座的侧面结构示意图。

图11为本发明实施例的自动检测系统中框式密封座的俯视结构示意图。

图12为本发明实施例的自动检测系统中框式密封座的断面图。

图13为本发明实施例的自动检测系统中中间压紧块的侧面结构示意图。

图14为本发明实施例的自动检测系统中中间压紧块的断面图。

图15为本发明实施例的自动检测系统中中间压紧块的俯视结构示意图。

图16为本发明实施例的自动检测系统中检测框架、框式密封座和土工膜压紧块的连接结构示意图。

图17为本发明实施例的自动检测系统中框式密封座的断面图。

图18为本发明实施例的自动检测系统中纵隔梁与中间压紧块的结构示意图。

图19为本发明实施例的自动检测系统中液压油路系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、检测框架；11、上框架；12、立轴；13、密封座升降机构；14、压紧块升降机构；15、土工膜送料转轴；16、土工膜回料转轴；17、横隔梁；18、纵隔梁；20、框式密封座；21、注水孔；22、密封槽；23、密封条；24、斜撑杆；30、土工膜压紧块；40、土工膜收放动力组；41、底座；42、土工膜送料辊；43、土工膜收料辊；50、中间压紧块；60、中间压紧油缸；70、第一分流集流阀；80、第二电磁换向阀；90、第二分流集流阀；100、第三电磁换向阀；110、第三分流集流阀；120、第一密封座升降换向阀；130、第二密封座升降换向阀；131、密封座升降油缸；132、顶升弹簧；140、油箱；141、压紧块升降油缸；150、轴向柱塞泵；160、电磁溢流阀；170、滤油器；200、土工膜。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图19，一种本发明实施例的水利工程土工膜的自动检测系统，该自动检测系统主要包括检测框架10、框式密封座20、土工膜压紧块30和土工膜收放动力组40。其中，在检测框架10的上方设置有上框架11，该上框架11通过多根立轴12与检测框架10相连接；框式密封座20设置在检测框架10的边框顶部，在框式密封座20上开设有注水孔21，在检测框架10的两侧设置有密封座升降机构13，该密封座升降机构13与框式密封座20相连接，用于驱动框式密封座20上升或下降；土工膜压紧块30设置在框式密封座20的上方，在上框架11上安装有压紧块升降机构14，该压紧块升降机构14与土工膜压紧块30相连接，用于驱动土工膜压紧块30上升或下降；土工膜收放动力组40设置在检测框架10的一端，该土工膜收放动力组40用于将待检测的土工膜200送入检测框架10与框式密封座20之间以及框式密封座20与土工膜压紧块30之间，并且将检测后的土工膜200进行收卷。

上述的水利工程土工膜的自动检测系统，通过设置检测框架10、框式密封座20、土工膜压紧块30和土工膜收放动力组40，将框式密封座20设置在检测框架10的边框顶部，在框式密封座20上开设注水孔21，设置密封座升降机构13与框式密封座20连接，将土工膜压紧块30设置在框式密封座20的上方，并且设置压紧块升降机构14与土工膜压紧块30连接；对土工膜200进行检测时，先通过土工膜收放动力组40将土工膜200送入到检测框架10与框式密封座20之间，然后将土工膜200绕过框式密封座20送入框式密封座20与土工膜压紧块30之间，通过密封座升降机构13驱动框式密封座20下降，将位于下层的土工膜200压紧在检测框架10上；通过压紧块升降机构14驱动土工膜压紧块30下降，将位于上层的土工膜200压紧在框式密封座20上；使得上下两层土工膜200中间形成密封的测压空间；然后通过注水孔21向两层土工膜200形成的测压空间内注入水，当密封空间内达到设定水压后，停止注水，检测测压空间内的水压是否随时间下降；若水压保持稳定，则表示被测区域的土工膜200上没有破损；若水压下降，则表示被测区域的土工膜200上存在破损，通过相应地手段(如摄像头)即可确定土工膜200的破损位置；测完一个区域后，通过土工膜收放动力组40将测完的土工膜200进行收卷，并进行下一被测区域的土工膜200的送入。该自动检测系统能够方便、快速、准确地对土工膜200上的破损进行检测。

具体来说，参见图1，在本实施例中，密封座升降机构13包括密封座升降油缸131；在检测框架10的两侧分别安装有6个上述的密封座升降油缸131，密封座升降油缸131的活塞杆与框式密封座20相连接。通过两侧各6个，一个12个密封座升降油缸131共同驱动框式密封座20上升或下降。框式密封座20上升时，在框式密封座20与检测框架10之间形成供土工膜200放入的间隙；框式密封座20下降时，可通过框式密封座20将下层的土工膜压紧在检测框架10上。

进一步地，在本实施例中，密封座升降机构13还包括顶升弹簧132，检测框架10的两侧分别安装有多个顶升弹簧132，顶升弹簧132的一端与框式密封座20相连接。在框式密封座20处于自由状态时(即密封座升降油缸131不驱动框式密封座20上升或下降)，该顶升弹簧132处于压缩状态，并且使得框式密封座20与检测框架10之间形成一定的间隙。如此设置，更加方便将土工膜200送入框式密封座20与检测框架10之间，无需利用密封座升降油缸131将框式密封座20升起。

具体地，参见图3、图5和图7，在本实施例中，压紧块升降机构14包括安装在上框架11上的多个压紧块升降油缸141，压紧块升降油缸141的活塞杆与土工膜压紧块30相连接。当位于上层的土工膜200送入到土工膜压紧块30与框式密封座20之间以后，通过多个压紧块升降油缸141驱动土工膜压紧块30下降，将位于上层的土工膜200压紧在框式密封座20上。如此，可实现上层的土工膜200与框式密封座20上沿之间的密封，上下两层土工膜200分别与框式密封座20的上沿和下沿密封贴合，在上下两层土工膜200之间形成用于注水的密封测压空间。

参见图8，在本实施例中，在检测框架10内还设置有多根横隔梁17和多根纵隔梁18，多根横隔梁17和纵隔梁18相互交错在检测框架10的内部形成多个压力检测区；在纵隔梁18的上方设置有中间压紧块50，在上框架11上于中间压紧块50的上方设置有中间压紧油缸60，该中间压紧油缸60与中间压紧块50相连接。由于检测框架10的宽度较宽，如果将整个检测框架10内部形成一个大的测压区域，在土工膜200注水后会鼓起很高；通过采用上述设置，在纵隔梁18的上方设置中间压紧块50，通过中间压紧油缸60将中间压紧块50与上框架11相连，使用时可通过中间压紧油缸60驱动中间压紧块50下降一定高度(不使上下两层土工膜200压紧)，将整个检测框架10内部分成多个较小的压力检测区。如此设置，可以避免上下两层土工膜200形成的测压空间内注水后土工膜鼓起过高的问题。

参见图8，在本实施例中，在框式密封座20内还连接有多根斜撑杆24，多根斜撑杆24相连接在框式密封座20的内部形成网状的斜撑结构，该斜撑结构位于两层土工膜200形成的测压空间内。通过设置多根斜撑杆24，使得整个框式密封座20的结构更加稳定。具体地，斜撑杆24可采用空心方杆，无缝焊接在框式密封座20的内侧，采用空心方杆可以减轻斜撑杆24的重量。

参见图16，在本实施例中，在框式密封座20的上下两侧均开设有密封槽22，在上下密封槽22内均嵌设有密封条23；并且，位于上侧的密封条23从上侧的密封槽22的槽口凸出，位于下侧的密封条23也从下侧的密封槽22的槽口向下凸出。如此设置，可以更好地提高上下层土工膜200与框式密封座20上下沿的密封性。

参见图19，在本实施例中，该自动检测系统还包括一个液压油路系统，该液压油路系统包括一个液压油供应装置，该液压油供应装置的出料端与第一电磁换向阀相连接，第一电磁换向阀通过多个第一分流集流阀70分别与多个密封座升降油缸131相连接；液压油供应装置的出料端还与一个第二电磁换向阀80相连接，该第二电磁换向阀80通过多个第二分流集流阀90分别与多个压紧块升降油缸141相连接；液压油供应装置的出料端还与一个第三电磁换向阀100相连接，该第三电磁换向阀100通过多个第三分流集流阀110分别与多个中间压紧油缸60相连接。如此设置，将多个密封座升降油缸131通过多个第一分流集流阀70与第一电磁换向阀连接，可确保多个密封座升降油缸131的油量一致，保证多个密封座升降油缸131同步伸缩，更有利于将下层的土工膜200密封压紧在检测框架10上；将多个压紧块升降油缸141通过多个第二分流集流阀90与第二电磁换向阀80连接，可确保多个压紧块升降油缸141的油量一致，保证多个压紧块升降油缸141同步升缩，更有利于将上层的土工膜200密封压紧在框式密封座20上；将多个中间压紧油缸60通过多个第三分流集流阀110与第三电磁换向阀100连接，可确保多个中间压紧油缸60的油量一致，保证多个中间压紧油缸60同步伸缩。

具体来说，液压油供应装置包括油箱140、轴向柱塞泵150和电磁溢流阀160，轴向柱塞泵150的油管与油箱140连接，油管上设有滤油器170，轴向柱塞泵150通过油路与电磁溢流阀160连接，该油路上安装有直通式单向阀，该油路与第一密封座升降换向阀120、第二密封座升降换向阀130、第二电磁换向阀80和第三电磁换向阀100连接。

进一步地，参见图1和图19，在本实施例中，第一电磁换向阀包括第一密封座升降换向阀120和第二密封座升降换向阀130，该第一密封座升降换向阀120和第二密封座升降换向阀130分别与液压油供应装置的出料端相连接；第一密封座升降换向阀120通过多个第一分流集流阀70分别与靠近检测框架10的端部的多个密封座升降油缸131相连接；第二密封座升降换向阀130通过多个第一分流集流阀70分别与中间的多个密封座升降油缸131相连接。如此设置，将靠近检测框架10的端部密封座升降油缸131与中间的密封座升降油缸131通过不同的第一密封座升降换向阀120和第二密封座升降换向阀130进行控制，可先从框式密封座20的端部将框式密封座20压紧在检测框架10上，然后再将框式密封座20的中部整体压紧在检测框架10上，这样，能够确保框式密封座20的各个角平稳地压紧在检测框架10上，提高下层土工膜200的密封效果。

具体地，多个第一分流集流阀70呈树形布置，即上一级的第一分流集流阀70的两个分流口分别连接一个下一级的第一分流集流阀70的液压油入口；同样地，多个第二分流集流阀90和多个第三分流集流阀110也分别呈树形布置。这样设置，可以有效地提高同一组中各个油缸之间油量的一致性，确保同一组中各个油缸的同步升降，提高土工膜200的密封效果。

参见图1，在本实施例中，在检测框架10的前端沿检测框架10的长度方向安装有一根土工膜送料转轴15；在检测框架10的后端沿检测框架10的长度方向安装有一根土工膜回料转轴16；有利于将土工膜200进行送入和收卷。具体地，土工膜收放动力组40包括一个底座41，在该底座41上转动安装有一根土工膜送料辊42和一根土工膜收料辊43，在底座41上还设置有一台用于驱动土工膜送料辊42和土工膜收料辊43转动的土工膜收放电机(图中未示出)。通过上述的土工膜送料转轴15、土工膜回料转轴16和土工膜收放动力组40可以方便地对土工膜200进行送入和收卷。

本发明的水利工程土工膜的自动检测系统的应用方法如下：

首先，通过土工膜收放动力组40和土工膜送料转轴15将土工膜200送入到检测框架10与框式密封座20之间(形成下层土工膜200)，将土工膜200从检测框架10远离土工膜收放动力组40的一端绕过土工膜回料转轴16和框式密封座20，然后将土工膜200送入框式密封座20与土工膜压紧块30之间(形成上层土工膜200)；

然后，通过密封座升降机构13驱动框式密封座20下降，将框式密封座20以及位于下层的土工膜200压紧在检测框架10上；通过压紧块升降机构14驱动土工膜压紧块30下降，将土工膜压紧块30以及位于上层的土工膜200压紧在框式密封座20上；从而使得位于检测框架10与框式密封座20之间的土工膜200和位于框式密封座20与土工膜压紧块30之间的土工膜200中间形成密封的测压空间；

再通过中间压紧油缸60驱动中间压紧块50下降，将测压空间分成多个连通的小测压腔(压力检测区)；

通过注水孔21向两层土工膜200中间形成的密封测压空间内注入水，当密封空间内达到设定水压后，停止注水，检测测压空间内的水压是否随时间下降；若水压保持稳定，则表示被测区域的土工膜200上没有破损；若水压下降，则表示被测区域的土工膜200上存在破损；通过相应地手段(如摄像头)即可确定土工膜200的破损位置；

测完一个区域后，通过土工膜收放动力组40将测完的土工膜200进行收卷，并进行下一被测区域的土工膜200的送入，如此重复，直至所有土工膜200检测完成。

进一步地，为了更好地保证框式密封座20能够平稳地压紧在检测框架10上，进而提高下层土工膜200与框式密封座20之间的密封性，在通过密封座升降机构13驱动框式密封座20下降的过程中，先通过靠近检测框架10的侧面端部的多个密封座升降油缸131驱动框式密封座20的端部下降，将位于下层的土工膜200压紧在检测框架10上；然后通过位于检测框架10侧面中间的多个密封座升降油缸131将框式密封座20和位于下层的土工膜200进一步压紧在检测框架10上。这样，可以先将框式密封座20的四个角同步压紧在检测框架10上，确保框式密封座20将下层的土工膜200平稳地密封压紧在检测框架10上。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。