BG64992B1

BG64992B1 - Мониторингова система за следене измененията на налягане в хидротехническо съоръжение

Info

Publication number: BG64992B1
Application number: BG105464A
Authority: BG
Inventors: Иван КАЛЧЕВ
Original assignee: Иван КАЛЧЕВ
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2006-11-30
Also published as: BG105464A

Abstract

Мониторинговата система намира приложение като контролно-измервателна и предупредителна система за промените в положението на земните пластове, влияещо на якостта и дълготрайността на хидротехническисъоръжения. Чрез нея се постига измерване, запаметяване и предаване на всички изменения в различните видове налягане при активна чувствителност на устройствата към измерваните данни. Върху терен (22) на хидротехническото съоръжение са разположени модули, всеки от които е монтиран директно в пресечните точки между взаимно перпендикулярни n на бройпрофили (20) и n на брой редове (21), условно формирани върху терена (22). Всеки модул включва устройство за измерване на ниво на депресионна крива (16), устройство за измерване на хидродинамично налягане (17), устройство за измерване на порово налягане (18) и устройство за измерване на пълно налягане (19), като всяко едно от изброените устройства(16, 17, 18 и 19) съдържа повече от един преобразувател на налягане. Освен това, в приемателната станция (11), под приемателно-предавателния комплекс(12), са подредени последователно блок с памет (13, 23) и блок за контрол на състоянието и режима на работа (14, 24), свързани към компютъра за обработка на данни (15, 25).

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до мониторингова система за следене измененията на налягане, която намира приложение като контролно-измервателна и предупредителна система за промените в положението на земните пластове, влияещо на якостта и дълготрайността на хидротехнически съоръжения при изграждането и експлоатирането им в хидротехническото строителство, като: язовирни стени, хвостохранилища, сгуроотвали, шламохранилища, свлачища и други.

Предшестващо състояние на техниката

Известна е мониторингова система за следене на измененията на налягане чрез относителна и абсолютна вертикалност на датчици за налягане и надлъжни тръбопроводи. Към стените на надлъжните тръбопроводи, разположени на редове в рисков планински участък, са вградени датчици за налягане. Надлъжните тръбопроводи са пълни с течност и след измерването на разликата в налягането и специфичното тегло на използваната течност, резултатът от получените данни се събира и предава през приемателно-предавателен комплекс към приемателната станция. Ако резултатът от измерваните величини се различава от стандартните данни, това служи за предупреждение за наличие на лавини, земетресения и деформации в сгради. Системата действа като предупредителна в различни области, като планински райони, земетръсни райони, корпуси на кораби, сгради и други подобни [1].

Недостатъците на известната мониторингова система е индиректното измерване на рисковото налягане, както и по-сложната схема на разположение на елементите на системата, включваща монтирани в редове надлъжни тръбопроводи, запълнени с течност, като в стените на тръбопроводите са вградени датчици за налягане.

Техническа същност на изобретението

Задача на изобретението е да се създаде мониторингова система за следене измененията на налягане в хидротехническо съоръжение, чрез която да се постига измерване, запаметяване и предаване на всички изменения в различните видове налягане при активна чувствителност към измерваните данни.

Задачата се решава чрез мониторингова система за следене измененията на налягане в хидротехническо съоръжение, включваща преобразуватели на налягане, свързани с приемателно-предавателен комплекс от приемателна станция. Съгласно изобретението, върху терена на хидротехническото съоръжение са разположени модули, всеки от които е монтиран директно в пресечните точки между взаимно перпендикулярни п-броя профили и п-броя редове, условно формирани върху терена. Всеки модул включва устройство за измерване на ниво на депресионна крива, устройство за измерване на хидродинамично налягане, устройство за измерване на порово налягане и устройство за измерване на пълно налягане. Всяко едно от изброените устройства съдържа повече от един преобразувател на налягане, разположени на различни нива.

Освен това, в приемателната станция, под приемателно-предавателния комплекс, са подредени последователно блок с памет и блок за контрол на състоянието и режима на работа, свързани към компютъра за обработка на данни.

Предимствата на изобретението са, че благодарение на групираните в модули различни по вид и функция устройства за измерване на налягане и директното монтиране на тези модули в пресечните точки между взаимно перпендикулярни профили и редове, условно формирани в терена на хидротехническото съоръжение, се осигурява точното измерване, отчитане и предаване на най-малките изменения на различните видове измервано налягане. Постига се прецизност на измерванията, която прецизност се отнася и за контролирането на отделните измервани параметри, което контролиране допринася за осигуряване на стабилността на отделните видове хидротехнически съоръжения. Това позволява и да се осигури време за вземане на адекватни инженерни решения, особено в случаите, когато отчетените данни за изменение на налягането предсказват земетресение. Изменението на съответното налягане може да е предизвикано от хидравличен пробив или от земетресение и бързото адекватно отчитане на тези промени в стойностите му ще допринесе за вземане на бързи и адекватни мерки за предпазване на хидротехническото съоръжение от нарушаване на целостта му или от частичното му разрушаване.

От особено голямо значение е възможността за променяне режима на работа на всеки един преобразувател на налягане, представляващ основен съставен елемент на всяко от устройствата, а промяната на режима на работа на всяко устройство като цяло, представляващо основен съставен елемент на всеки от модулите, дава възможност да се отчитат конкретните условия в отделните профили и редове, т.е. да се реализира измерване, запаметяване и предаване на всички изменения в различните видове налягане при активна чувствителност на всеки преобразувател на налягане и на всяко от устройствата, като цяло, към измерваните данни.

Описание на приложените фигури

Изобретението се пояснява с приложените фигури, където:

фигура 1 представлява надлъжен разрез на устройството за измерване на налягане като съставен елемент от модула съгласно изобретението;

фигура 2 - общ вид на приемателна станция за устройството съгласно изобретението;

фигура 3 - аксонометричен изглед на мониторинговата система съгласно изобретението;

фигура 4 - общ вид на приемателната станция от фиг. 3 съгласно изобретението;

фигура 5 - напречен разрез по профил от фиг. 5 съгласно изобретението.

Примери за изпълнение на изобретението

Съгласно изобретението, мониторинговата система за следене изменението на налягане в хидротехническо съоръжение, както е показано на фиг. 1, е съставена от устройства 1, в които са монтирани повече от един преобразуватели на налягане 2. Всеки преобразувател на налягането 2 чрез кабел 3 е свързан с блок за анализ и управление 4 с вграден таймер. Над блока за анализ и управление 4 е поставено запаметяващо средство 5, присъединено към приемателно-предавателен блок 6. Енергийното захранване на устройството 1 е осъществено от акумулаторни батерии 7. Преобразувателите на наля гането 2 и изходящите им кабели 3 са монтирани в пиезометрична тръба 8, към която е предвидено средство за защита от мълнии 9. Блокът за анализ и управление 4, запаметяващото средство 5, приемателно-предавателният блок 6 с антена и акумулаторните батерии 7 са затворени в метална кутия 10.

На фиг. 2 е показана приемателната станция 11, съставена от приемателно-предавателен комплекс 12, блок с памет 13 и блок за контрол на режима на работата 14 на устройството за измерване на налягането 1, всичките свързани към управляващ компютър 15.

На фиг. 3 е изобразена мониторинговата система, съставена от разположени върху терена на хидротехническото съоръжение п-броя устройства за измерване на ниво на депресионна крива 16, п-броя устройства за измерване на хидродинамично налягане 17, п-броя устройства за измерване на порово налягане 18 и п-броя за измерване на пълно налягане 10, групирани по един от всеки вид в модул. Всеки модул е монтиран директно в пресечните точки между взаимно перпендикулярни п-броя профили 20 и п-броя редове 21, условно формирани върху терена 22 на хидротехническото съоръжение.

Както е показано на фиг. 4, всяко от устройствата за измерване 16,17, 18и19в модула е свързано с приемателната станция 11, в която са разположени приемателно-предавателният комплекс 12, блокът с памет 23 и блокът за контрол на режима на работа 24 на мониторинговата система. Всичките гореизброени елементи 12,23 и 24 са свързани към компютър 25, в който е заложена програма за обработка на данните и визуализация на данните, както и за управление и контрол на мониторинговата система като цяло.

На фиг. 5 е изобразен напречен разрез на мониторинговата система по профил 20 от фиг. 3, представляващ напречен типов профил. В пресечните точки между взаимноперпендикулярните профили 20 и редове 21, разположени на различни нива в пространството, са монтирани модулите, всеки от които включва по едно от устройствата за измерване 16,17,18 и 19.

Приложение на изобретението

Изобретението намира приложение като предупредителна система при изграждането и експлоатацията на хидротехнически съоръжения.

Чрез мониторинговата система се осъществява както записване на предварителни данни за стойностите на измерваното налягане, така също и контролиране на режима на работа на всеки преобразувател на налягане 2 от устройствата 16,17, 18 и 19, както и контролиране на напрежението на акумулаторните батерии 7. Също така, реализира се и контрол на презареждането и визуализирането на данните от измерванията на налягането, както поотделно за всеки профил 20 и всеки ред 21, така също и общо за всичките пброя профили 20 и п-броя редове 21, като се фиксира точното време на измерването, т.е. дата, час, минута, секунда.

Една от основните функции на мониторинговата система е възможността за променяне режима на работата на всеки преобразувател на налягане 2, а чрез него и режима на работата, както на всяко отделно устройство за измерване 16,17, 18 и 19, така също и на всички устройства 16, 17,18 и 19, групирани в модули и монтирани в пресечните точки между взаимноперпендикулярните п-броя профили 20 и п-броя редове 21, условно формирани върху терена 22 на хидротехническото съоръжение.

След изграждането на мониторинговата система върху терена 22 на изграждащото се или вече в експлоатация хидротехническо съоръжение, то тя работи в три режима, зависещи от конкретните предварителни изисквания и от конкретните условия.

Еви режим - първоначално включване на системата в действие.

Всички устройства за измерване 16,17,18 и 19 от модулите на мониторинговата система започват измерване на налягането в интервал от 3 до 5 min. Стойностите на измерваното налягане се запаметяват, а след предварително зададен период от време формират база данни.

П-ри режим - режим на нормална работа.

При нормална работа на системата, стойностите на измерваното налягане се сравняват със стойностите на предходни измервания и ако те са под предварително зададени гранични стойности, не се запаметяват. Предаването на стойностите на измерваното налягане през предварително определен интервал от време, например минути, часове, дни, седмици и други, зависи от характера на наблюдаваното хидротехническо съоръжение.

След работа на мониторинговата система през определен интервал от време по Еви режим или по ПЕти режим, то тя се превключва да работи на режим на нормална работа.

Ш-ти режим - режим на учестено измерване.

Измерването се извършва през кратък, предварително зададен интервал от време, например 3 min, 5 min, 10 min, 30 min и т.н. Предаваните стойности на измерваното налягане се сравняват със стойностите на предходните измервания. Ако има разлика между тези стойности и тя е по-голяма от предварително зададените стойности за изменение на налягането, всички устройства за измерване 16,17,18 и 19 от модулите автоматично започват непрекъснато да измерват и да предават стойностите на измерваното налягане. Това учестено измерване продължава, докато стойностите на измерваното налягане достигнат до критичните стойности, което означава, че се очаква частично разместване на земните пластове или земетресение. Сигналът за тревога води до предприемане на бързи адекватни защитни действия. Ако стойностите на измерваното налягане паднат под граничните предварително зададени стойности, мониторинговата система се превключва да работи по П-ри режим - режим на нормална работа.

Всички съставни елементи на устройствата за измерване 16,17,18 и 19, групирани в модули, са с ниска себестойност, технологични за изработка, както и лесно преносими и лесни за монтаж и демонтаж. Това осигурява мобилност и дълготрайност на мониторинговата система, както и стабилност, независимо от особено тежките условия на приложението й при изграждане и експлоатация на хидротехнически съоръжения, като: язовирни стени, хвостохранилища, шламохранилища, свлачища и други.

Claims

Патентни претенции

1. Мониторингова система за следене измененията на налягане в хидротехническо съоръжение, включваща преобразуватели на налягане, свързани с приемателно-предавателен комплекс от приемателна станция, характеризираща се с това, че върху терена (22) на хидротехническото съоръжение са разположени модули, всеки от които е монтиран директно в пресечните точки между взаимноперпендикулярни п-броя профили (20) и п-броя редове (21), условно формирани върху терена (22), като всеки модул включва устройство за измерване на ниво на депресионна крива (16), устройство за из- 5 мерване на хидродинамично налягане (17), устройство за измерване на порово налягане (18) и устройство за измерване на пълно налягане (19), при което всяко едно от изброените устройства (16,17,18 и 19) съдържа повече от един преобразувател на налягане, разположени на различни нива.
2. Система съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че в приемателната станция (11), под приемателно-предавателния комплекс (12), са подредени последователно блок с памет (13,23) и блок за контрол на състоянието и режима на работа (14,24), свързани към компютър за обработка на данни (15,25).