一种堤坝渗漏定位装置及其检测方法与流程

1.本发明涉及堤坝渗漏勘测技术领域，具体涉及一种堤坝渗漏定位装置及其检测方法。


背景技术：

2.在大坝上下游水位差作用下，库水通过坝基岩土中的孔隙、裂隙或溶洞等通道向下游渗漏的现象。沿大坝两侧岸坡岩土中的渗漏称为绕坝渗漏。当坝基渗漏或绕坝渗漏的水量很大时,不仅会造成库水的流失,而且对坝基产生渗透压力,或对岩土中的微细颗粒产生冲刷,或对岩土中的可溶部分产生化学溶解等不良作用。为此，修建大坝时要对坝基渗流进行控制，将其不利影响减少到规定的安全范围内。
3.现有的堤坝渗漏勘测技术中，通过流场拟合法进行探测属于较为完善以及精确的技术。根据何继善博士提出的流场拟合法，通过堤坝管涌渗漏检测仪对堤坝中的渗漏进行监测。该仪器需要具备以下特点：1、探头入水尽量靠近水底；2、特殊波形编码电流场发送和接收技术；3、入水探头高灵敏度、高分辨率检测电流场密度技术；4、电流密度多分量检测，实现渗漏相对强度和流向检测；5、强抗干扰技术；6、探头连续扫描技术。在使用过程中，存在以下难题需要去克服：1、探头入水能够接近水底，需要通过探头自重进行稳定，但是由于水流的缓慢移动，会将探头带来一定的偏移量，影响了检测的精确性；2、由于探头都是通过电缆等其他电线连接，进行发送以及接收信号，此时就会对纵向的电流场带来一定的扰动，而这种扰动无法进行屏蔽，降低了仪器的抗干扰能力；3、探头需要长时间在水底进行连续扫描工作，工作时间的长短决定了对仪器的收放以及维护，从而影响勘测成本，目前的仪器都是通过自带蓄电池进行工作，进而仪器的续航能力无法得到太大提高。


技术实现要素：

4.本发明为了克服上述的不足，提供一种堤坝渗漏定位装置及其检测方法。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种堤坝渗漏定位装置，包括装置本体，装置本体的顶部设有两个信号收发器，装置本体的外周设有若干固定组件，装置本体的底部设有三个第一凹槽，第一凹槽中设有扇叶，扇叶传动连接有电机；
7.装置本体上设有两个通孔，每个通孔处设有发电组件。
8.优选的，所述固定组件包括转轴、扭簧、连接杆、固定片和电磁铁，转轴通过扭簧设置在装置本体的侧面，连接杆的一端与转轴连接，连接杆的另一端与固定片连接，固定片的外侧设有若干防滑凸起，电磁铁固定在装置本体的内壁，且电磁铁位于连接杆竖起时的端部处。
9.优选的，所述发电组件包括套管、旋转接头、第一转轮、第二转轮、连接带和发电机，套管的两端通过旋转接头设置在通孔处，套管的内壁设有浆叶，第一转轮套在套管的外周，第一转轮通过连接带与第二转轮传动连接，第二转轮与发电机传动连接。
10.优选的，所述装置本体的底部设有摄像头，装置本体的内部还设有单片机。
11.一种如上所述的堤坝渗漏定位装置的检测方法，包括以下步骤：
12.步骤a：在堤坝水库内，放置两个发射装置，其中一个发射装置位于进水口，另一个发射装置位于出水口；
13.步骤b，打开两个发射装置，发射频率为1024hz的伪随机信号形成渗流场；
14.步骤c，在堤坝内部，放入多个堤坝渗漏定位装置，堤坝渗漏定位装置沉入到堤坝的底部，且堤坝渗漏定位装置每隔一个小时进行渗流场信号接收；
15.步骤d，堤坝渗漏定位装置对接收到的渗流场信号进行判断，与前三次的渗流场数据进行比较，出现数据偏差以后发送至上方上位机进行再次核实，由上方上位机进行堤坝渗漏点定位。
16.本发明的有益效果是：该堤坝渗漏定位装置及其检测方法中：
17.1、通过电机驱动扇叶可以控制装置本体的升起降落，从而省去电缆以及连接线，减少渗流场在z轴方向上的扰动，进而提高了监测的精确性；
18.2、加入了发电组件，不仅实现了在线发电，进一步脱离电缆以及连接线的依赖，同时其通过通孔导入水流的方式，减少了对周围水流的扰动，减少了对渗流场的干扰；
19.3、通过固定组件能够对装置本体进行有效稳固，防止其在堤坝底部由于水流的冲击发生滑动，提高了其测量的精确性。
附图说明
20.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
21.图1是本发明的俯视图；
22.图2是本发明的仰视图；
23.图3是本发明的侧视图；
24.图4是本发明的发电组件的结构示意图。
25.图中：1.装置本体，2.信号收发器，3.第一凹槽，4.扇叶，5.摄像头，6.连接杆，7.固定片，8.电磁铁，9.通孔，10.转轴，11.套管，12.旋转接头，13.第一转轮，14.连接带，15.第二转轮，16.发电机。
具体实施方式
26.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
27.如图1-图4所示，一种堤坝渗漏定位装置，包括装置本体1，装置本体1的顶部设有两个信号收发器2，装置本体1的外周设有若干固定组件，装置本体1的底部设有三个第一凹槽3，第一凹槽3中设有扇叶4，扇叶4传动连接有电机；
28.装置本体1上设有两个通孔9，每个通孔9处设有发电组件。
29.该堤坝渗漏定位装置的工作原理是，信号收发器2用来对发射装置形成的渗流场进行接收，还可以发送信号给上方的上位机。固定组件用来当装置本体1位于堤坝底部的时候对装置本体1进行进一步加固，防止其在底部水流的作用下发生移动。电机通过控制扇叶4转动，能够驱动装置本体1自动升起，无需外部连接线或者电缆牵引；通孔9中流入水，发电
组件通过水流流动产生的动能进行转换，同步进行发电。整个装置省去电缆以及连接线以后，会减少渗流场在z轴方向上的扰动，进而提高了监测的精确性。
30.具体的，所述固定组件包括转轴10、扭簧、连接杆6、固定片7和电磁铁8，转轴10通过扭簧设置在装置本体1的侧面，连接杆6的一端与转轴10连接，连接杆6的另一端与固定片7连接，固定片7的外侧设有若干防滑凸起，电磁铁8固定在装置本体1的内壁，且电磁铁8位于连接杆6竖起时的端部处。当装置本体1下落到堤坝底部之前，电磁铁8通电，电磁铁8就会隔着装置本体1的外壳吸住固定片7，当装置本体1下落到堤坝底部的时候，电磁铁8失电，扭簧发生作用，通过转轴10以及连接杆6将固定片7打开至水平，固定片7外侧就会朝下，由防滑凸起进行防滑，起到加固作用。
31.具体的，所述发电组件包括套管11、旋转接头12、第一转轮13、第二转轮15、连接带14和发电机16，套管11的两端通过旋转接头12设置在通孔9处，套管11的内壁设有浆叶，第一转轮13套在套管11的外周，第一转轮13通过连接带14与第二转轮15传动连接，第二转轮15与发电机16传动连接。水流进入到通孔9中，经过套管11，套管11中的浆叶在水流冲击下就会驱动套管11，套管11在两个旋转接头12之间转动，套管11控制第一转轮13同步转动，第一转轮13再通过连接带14来控制第二转轮15转动，第二转轮15通过发电机16进行发电，整个装置通过发电组件能够实现在线发电，有效提高了装置的续航能力，同时也可以进一步减少对电缆以及连接线的依赖，从而减少渗流场在z轴方向上的扰动，进而提高了监测的精确性。
32.具体的，所述装置本体1的底部设有摄像头5，装置本体1的内部还设有单片机，摄像头5用来进行图像采集，从而工作人员可以根据图像来判断装置本体1的位置，单片机则用来控制整个装置中各个部件。
33.一种如上所述的堤坝渗漏定位装置的检测方法，包括以下步骤：
34.步骤a：在堤坝水库内，放置两个发射装置，其中一个发射装置位于进水口，另一个发射装置位于出水口；
35.步骤b，打开两个发射装置，发射频率为1024hz的伪随机信号形成渗流场，根据2018年7月第15卷第4期上刊登的《基于拟流场法的堤坝管涌渗漏监测频率研究》中指出，发射装置发射信号的频率为1024hz的伪随机信号时，能够保证探测结果精确以及信号稳定；
36.步骤c，在堤坝内部，放入多个堤坝渗漏定位装置，堤坝渗漏定位装置沉入到堤坝的底部，且堤坝渗漏定位装置每隔一个小时进行渗流场信号接收；
37.步骤d，堤坝渗漏定位装置对接收到的渗流场信号进行判断，与前三次的渗流场数据进行比较，出现数据偏差以后发送至上方上位机进行再次核实，由上方上位机进行堤坝渗漏点定位，每个堤坝渗漏定位装置由内部的单片机对前三次的数据进行比对，根据的原理，正常流场的时候等于0，异常流场的时候，不等于0。
38.上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。