多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置，包括加熱系統(tǒng)（1）、分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)（2）、埋設(shè)有監(jiān)測(cè)光纖的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽（3）和出水系統(tǒng)（4）；所述加熱系統(tǒng)（1）、分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)（2）和出水系統(tǒng)（4）分別與所述多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽（3）連接。本實(shí)用新型突破常規(guī)的光纖滲流監(jiān)測(cè)方法中監(jiān)測(cè)周期為整個(gè)光纜加熱的溫升周期，準(zhǔn)確定位了滲流流速同平均導(dǎo)熱系數(shù)的線性相關(guān)性，監(jiān)測(cè)精度得到可靠保證。
【專利說(shuō)明】多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中央關(guān)于水利建設(shè)的一號(hào)文件，加快了我國(guó)水利事業(yè)的建設(shè)步伐，我國(guó)的土石堤壩工程面臨的主要問(wèn)題有滲漏、管涌、坍塌、裂縫、滑坡、護(hù)坡破壞、沖刷空蝕等。滲漏是影響堤壩安全的一個(gè)重要因素，若滲漏隱患發(fā)現(xiàn)的不及時(shí)、滲控措施不到位，極有可能引起滲透破壞和壩坡失穩(wěn)，嚴(yán)重影響工程安全，甚至導(dǎo)致堤壩潰決。據(jù)統(tǒng)計(jì)，土石壩工程中，超過(guò)三分之一的破壞是由于不同程度的滲漏以及滲漏衍生的各種問(wèn)題所致；堤防潰決90%以上是由于滲漏破壞造成。
[0003]大量工程經(jīng)驗(yàn)表明，加強(qiáng)土石堤壩滲漏與滲透變形的實(shí)時(shí)定位和定量監(jiān)測(cè)，對(duì)保障工程的安全運(yùn)行具有非常重要的意義，在對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行不斷完善和發(fā)展的同時(shí)，越來(lái)越多的新型技術(shù)被引入堤壩安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，開(kāi)展新技術(shù)在壩工領(lǐng)域中監(jiān)測(cè)原理和實(shí)現(xiàn)方法、技術(shù)等的研究，已成為一個(gè)熱點(diǎn)科研課題；相對(duì)于常規(guī)的點(diǎn)式監(jiān)測(cè)儀器的監(jiān)控盲區(qū)大、易造成測(cè)值的空間不連續(xù)及漏測(cè)，分布式光纖溫度傳感技術(shù)分布式、連續(xù)性地實(shí)時(shí)進(jìn)行堤壩滲漏監(jiān)測(cè)測(cè)量已引起了工程界和學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注，但是該技術(shù)在滲漏監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面的理論還不成熟，特別是目前尚未建立光纖加熱溫升同滲流流速、環(huán)境溫度、加熱功率之間定量關(guān)系模型，因此進(jìn)行土石堤壩滲流流速光纖監(jiān)測(cè)理論研究和模型試驗(yàn)具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效精確的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置，包括加熱系統(tǒng)、分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)、埋設(shè)有監(jiān)測(cè)光纖的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽和出水系統(tǒng)；所述加熱系統(tǒng)、分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)和出水系統(tǒng)分別與所述多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽連接。
[0006]所述加熱系統(tǒng)為主要由交流電源、調(diào)壓器和負(fù)載發(fā)熱電阻絲組成的并聯(lián)電路，通過(guò)負(fù)載發(fā)熱電阻絲對(duì)監(jiān)測(cè)光纖加熱，通過(guò)調(diào)壓器控制電壓從而控制加熱功率。
[0007]所述分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)包括分布式光纖測(cè)溫主機(jī)和線性多模感溫光纜，所述分布式光纖測(cè)溫主機(jī)通過(guò)脈沖激光設(shè)備與所述線性多模感溫光纜相連并輸出光脈沖；所述線性多模感溫光纜的尾部與光纖連接器相連。
[0008]所述出水系統(tǒng)包括水箱、流速控制閥、水泵及循環(huán)水池；所述水箱的位置高于所述循環(huán)水池，所述水箱的水位線上部通過(guò)溢流管與所述循環(huán)水池連接；所述循環(huán)水池通過(guò)水泵將水輸送到水箱中；所述水箱底部通過(guò)管道與所述多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽連接；所述流速控制閥分別設(shè)置在水箱與所述多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽和循環(huán)水池之間的管道上。
[0009]多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)方法，包括如下步驟:[0010](I)構(gòu)建埋設(shè)有監(jiān)測(cè)光纖的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽?；诓煌囼?yàn)要求，根據(jù)具體設(shè)計(jì)搭建帶監(jiān)測(cè)光纖的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽。
[0011](2)調(diào)整出水系統(tǒng)以形成均勻穩(wěn)定滲流場(chǎng)。將出水系統(tǒng)閥門調(diào)節(jié)到某一確定位置，后持續(xù)監(jiān)測(cè)出水系統(tǒng)的出流量，待出流量穩(wěn)定時(shí)，認(rèn)為均勻穩(wěn)定滲流場(chǎng)已經(jīng)形成。
[0012](3)基于分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)對(duì)埋設(shè)于模型槽中的監(jiān)測(cè)光纖進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)；拉曼散射和布里淵散射對(duì)溫度均有敏感性，可以用來(lái)測(cè)量溫度，考慮到布里淵散射受應(yīng)力等其他因素影響較大，故主要采用拉曼散射對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)。通過(guò)斯托克斯光與反斯托克斯光計(jì)算出溫度值:
【權(quán)利要求】
1.一種多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括加熱系統(tǒng)(I)、分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(2)、埋設(shè)有監(jiān)測(cè)光纖的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽(3)和出水系統(tǒng)(4)；所述加熱系統(tǒng)(I)、分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(2)和出水系統(tǒng)(4)分別與所述多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體滲流流速監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于: 所述加熱系統(tǒng)為主要由交流電源(9)、調(diào)壓器(10)和負(fù)載發(fā)熱電阻絲(11)組成的并聯(lián)電路，通過(guò)負(fù)載發(fā)熱電阻絲(11)對(duì)監(jiān)測(cè)光纖加熱，通過(guò)調(diào)壓器(10)控制電壓從而控制加熱功率; 所述分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)包括分布式光纖測(cè)溫主機(jī)和線性多模感溫光纜，所述分布式光纖測(cè)溫主機(jī)通過(guò)脈沖激光設(shè)備與所述線性多模感溫光纜相連并輸出光脈沖；所述線性多模感溫光纜的尾部與光纖連接器相連； 所述出水系統(tǒng)包括水箱(5)、流速控制閥(6)、水泵(7)及循環(huán)水池(8);所述水箱(5)的位置高于所述循環(huán)水池(8)，所述水箱(5)的水位線上部通過(guò)溢流管與所述循環(huán)水池(8)連接；所述循環(huán)水池(8)通過(guò)水泵(7)將水輸送到水箱(5)中；所述水箱(5)底部通過(guò)管道與所述多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽(3)連接；所述流速控制閥(6)分別設(shè)置在水箱(5)與所述多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)體模型槽(3)和循環(huán)水池(8)之間的管道上。
【文檔編號(hào)】G01P5/26GK203396784SQ201320430347
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】蘇懷智, 崔書生, 楊孟, 歐斌, 房彬 申請(qǐng)人:河海大學(xué)