CN105606163A - 一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置及测量方法 - Google Patents

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陈艺征
唐福建
房国忠
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Abstract

本发明公开了一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，包括：来水管、水箱、反馈液位计、排水口和用于开启或闭合排水口的封口装置；所述反馈液位计设置在水箱的内壁；所述排水口设置在水箱的底部；所述来水管为竖直设置，轴线和排水口的中心重合；且所述来水管的出口高于反馈液位计的上限位置；所述排水口的尺寸与从来水管出来的水的流量匹配，满足从来水管出来的水不溅到水箱的内壁或者底面上。本发明的测量装置结构简单、加工方便、测量范围大，使用时能长期保持高精度。本发明还公开了利用改装置测量土木水利工程漏水量的方法。

Description

一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置及测量方法
技术领域
本发明涉及测量仪器，尤其是一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置及利用该装置测量漏水量的方法。
背景技术
土木、水工建筑物漏水量的观测多为人工观测，即采用人工、秒表进行观测。这种方法存在劳动强度大，工作条件恶劣，观测精度偏低的问题。此外，还有少量采用自动化观测装置。它是采用类似雨量计观测的翻版式测量仪来测量漏水量。一方面，翻版的不停翻动大大降低了仪器的使用寿命，另一方面，水质中含有的钙化物等杂质会在仪器内淤积，影响测量精度，必须进行定期清理。
因此，实现漏水量的自动化观测必须解决三个根本难题：
1、由于水质中含有钙化物等杂质，在长期沉积后会附着在管道或者水箱的内表面，随着沉积量的不断增加，会对观测仪器测出的体积的精度产生影响。
2、影响土木水工建筑的漏水量的因素较复杂，导致漏水量的变化幅度很大，并可能出现突变情形，因此观测仪器必须能很好地满足量程变化大的特点。
3、土木水工建筑的漏水量观测必须在廊道、隧道等潮湿的环境下实施，因此必须彻底解决仪器的防潮问题。
目前，现有的其它观测方法都无法同时解决以上三大难题，并且仪器结构相对复杂，使用起来不方便。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置。
本发明的第二个目的在于提供使用该可自动测量土木水利工程漏水量的装置测量漏水量的方法。
为实现上述第一个目的，本发明采用以下技术方案：
一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，包括：来水管、水箱、反馈液位计、排水口和用于开启或闭合排水口的封口装置；
所述反馈液位计设置在水箱的内壁；
所述排水口设置在水箱的底部；
所述来水管为竖直设置，轴线和排水口的中心重合；且所述来水管的出口高于反馈液位计的上限位置；
所述排水口的尺寸与从来水管出来的水的流量匹配，满足从来水管出来的水不溅到水箱的内壁或者底面上。
来水管用来将所要测量的漏水量引入测量用水箱中。水箱的容积是根据土木、水工建筑或土体等的实际漏水量而设定，以能有效观测到最大漏水量为标准。反馈液位计在水箱内的位置根据实际漏水量的变化来设置在水箱的不同高度位置，反馈液位计接点可设置低、中、高三点或两点，以适应测量不同漏水量的要求。
本发明通过将来水管的轴线和排水口的中心重合，同时排水口的尺寸与水的流量相匹配，满足从来水管出来的水均不会溅到水箱的内壁或者底面上，来确保在不同流量下，来水管出来的水均不会溅到水箱的内壁或者底面上，以免水箱内壁长期接触含钙化物的水而结钙，从而影响测量精度。来水管的出口位置高于反馈液位计的上限能放置水在来水管堆积造成来水管的内壁结垢，影响有效测量容积。
进一步地，所述排水口的面积至少是来水管的截面面积的3-5倍，优选为10-20倍。排水口可以是不同的形状，比如矩形、圆形等。
进一步地，所述来水管、水箱、反馈液位计和封口装置的材质为防水防潮型材料。
进一步地，所述封口装置设置在水箱靠近排水口处。闭合排水口时，封口装置与水箱底部重合。
封口装置用来确保从来水管出来的水可以完全积攒在水箱内，底部不会漏水。优选地，所述封口装置为竖直转动型封口板，经向上或向下转动来开启或闭合排水口。更优选地，采用电控转轴控制封口板的转动。优选地，所述封口装置为水平滑动型封口板，经滑动来开启或闭合排水口。优选地，所述封口装置为圆形的收缩式的封口板。
优选地，所述水箱的整个底部为排水口，所述水箱的侧面为竖直面或者斜面。这样，漏水测量结束，放空水箱后，可保证水箱底部没有残留液体，避免了钙化物的沉积。
为实现上述第二个目的，本发明采用以下技术方案：
一种测量土木水利工程漏水量的方法，包括以下步骤：
将前述装置和自动化控制与数据收集装置连接，自动控制与数据收集装置包括自动控制单元和数据采集单元，自动控制单元与封口装置相连，数据采集单元与反馈液位计相连；
自动控制单元控制封口装置移动，将排水口闭合，同时数据采集单元开始计时；
待水箱内的水位达到反馈液位计的反馈接点时，数据采集单元采集反馈数据，同时自动控制单元控制封口装置移动，将排水口开启；
数据采集单元根据采集反馈数据和计时时间计算出漏水量(即单位时间漏水量)，完成测量。
本发明通过简易的机械装置和自动化控制和数据采集装置结合，可实现自动化高精度的漏水测量，从根本上解决了不同结构、土体或者岩石的漏水自动化测量。
本领域技术人员可根据现场情况和不同测量条件，来从现有的已成熟的自动化控制与数据采集技术中选择适合的自动控制与数据收集装置。例如，由计算机来控制测量装置的动作并进行数据采集和数据处理等。
本发明具有以下优点：
1、本发明的测量装置结构简单、加工方便、测量范围大；通过将来水管的轴线和排水口的中心重合，同时排水口的尺寸与水的流量相匹配，能够不受钙化物等物质的沉积的影响，使用时能长期保持高精度。
2、本发明通过自动化的控制和数据采集装置，可以实现在恶劣环境中对漏水量的长期自动化监测。
3、本发明的装置可广泛用于各种土木水工建筑物，岩石或土体由渗流导致的漏水量的自动化测量，极易实现多测点的自动测量。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的具有矩形纵断面水箱的装置的示意图。
图2是本发明的具有梯形纵断面水箱的装置的示意图。
图3是本发明的具有五边形纵断面水箱的装置的示意图。
图中，各标记：1-来水管，2-水箱，3-反馈液位计，4-封口装置，5-电控转轴，6-排水口，7-梯形纵断面水箱，8-五边形纵断面水箱。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例
图1是本发明的具有矩形纵断面水箱的装置的示意图。
一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，包括：来水管1、水箱2(此图中为长方形水箱)、反馈液位计3、排水口6、用于开启或闭合排水口6的封口装置4和控制封口装置4转动的电控转轴5；
反馈液位计3设置在水箱2的内壁；
排水口6设置在水箱2的底部；来水管1为竖直设置，轴线和排水口6的中心重合；且来水管1的出口高于反馈液位计3的上限位置；排水口6的尺寸与从来水管1出来的水的流量匹配，满足从来水管1出来的水不溅到水箱2的内壁或者底面上；
封口装置4设置在水箱2靠近排水口6处，为竖直转动型封口板，经电控转轴5控制向上或向下转动来开启或闭合排水口6，图1中是向下转动封口板开启排水口的情形。
排水口6的面积至少是来水管1的截面面积的3-5倍，优选为10-20倍。排水口可以是不同的形状，比如矩形、圆形等。来水管1、水箱2、反馈液位计3和封口装置4的材质为防水防潮型材料。闭合排水口6时，封口装置4与水箱底部重合，用来确保从来水管出来的水可以完全积攒在水箱内，底部不会漏水。
将该装置和自动化控制与数据收集装置(图中未示出)连接，自动控制与数据收集装置包括自动控制单元和数据采集单元，自动控制单元与封口装置4相连，数据采集单元与反馈液位计3相连；自动控制单元控制电控转轴5使封口装置4移动，将排水口6闭合，同时数据采集单元开始计时；待水箱2内的水位达到反馈液位计3的反馈接点时，数据采集单元采集反馈数据，同时自动控制单元控制电控转轴5使封口装置4移动，将排水口6开启；数据采集单元根据采集反馈数据和计时时间计算出漏水量(即单位时间漏水量)，完成测量。
在另一个实施例中，封口装置4为水平滑动型封口板，经滑动来开启或闭合排水口6。
在又一个实施例中，封口装置4为圆形的收缩式的封口板。
图2所示的装置是采用整个底部都是排水口6的梯形纵断面水箱7。这种设计使得即便有水溅到水箱侧面，也会从底部流出，不会结钙。且整个底部是排水口6，更避免了从来水管出来的水溅到水箱内壁。
图3所示装置是采用整个底部都是排水口6的五边形纵断面水箱8。与图2的装置相比，它还具有体积容易测量的优点。因为在测量中要确保测量的水位要积累到超过斜面的顶部对应的高度，也就是进入四个面都是竖直面的区域。图3的斜面部分对应的高度较小，坡度较缓，最低的测量体积对应的水深可以没过斜面的区域。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，包括：来水管(1)、水箱(2)、反馈液位计(3)、排水口(6)和用于开启或闭合排水口(6)的封口装置(4)；
所述反馈液位计(3)设置在水箱(2)的内壁；
所述排水口(6)设置在水箱(2)的底部；
所述来水管(1)为竖直设置，轴线和排水口(6)的中心重合；且所述来水管(1)的出口高于反馈液位计(3)的上限位置；
所述排水口(6)的尺寸与从来水管(1)出来的水的流量匹配，满足从来水管(1)出来的水不溅到水箱(2)的内壁或者底面上。
2.根据权利要求1所述的一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，所述排水口(6)的面积至少是来水管(1)的截面面积的3-5倍，优选为10-20倍。
3.根据权利要求1所述的一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，所述来水管(1)、水箱(2)、反馈液位计(3)和封口装置(4)的材质为防水防潮型材料。
4.根据权利要求1所述的一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，所述封口装置(4)设置在水箱(2)靠近排水口(6)处。
5.根据权利要求1或4所述的一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，所述封口装置(4)为竖直转动型封口板，经向上或向下转动来开启或闭合排水口(6)。
6.根据权利要求5所述的一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，采用电控转轴(5)控制封口板(4)的转动。
7.根据权利要求1或4所述的一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，所述封口装置(4)为水平滑动型封口板，经滑动来开启或闭合排水口(6)。
8.根据权利要求1或4所述的一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，所述封口装置(4)为圆形的收缩式的封口板。
9.根据权利要求1或4所述的一种可自动测量土木水利工程漏水量的装置，其特征在于，所述水箱(2)的整个底部为排水口(6)，所述水箱(2)的侧面为竖直面或者斜面。
10.一种利用如权利要求1-9任一所述的装置测量土木水利工程漏水量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将如权利要求1-9任一所述的装置和自动化控制与数据收集装置连接，自动控制与数据收集装置包括自动控制单元和数据采集单元，自动控制单元与封口装置相连，数据采集单元与反馈液位计相连；
自动控制单元控制封口装置移动，将排水口闭合，同时数据采集单元开始计时；
待水箱内的水位达到反馈液位计的反馈接点时，数据采集单元采集反馈数据，同时自动控制单元控制封口装置移动，将排水口开启；
数据采集单元根据采集反馈数据和计时时间计算出漏水量，完成测量。
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