堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及管涌、滲漏探測領(lǐng)域，公開了一種堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置，包括上方柱筒、下方錐筒、滑動電阻、浮球、直流電源、靈敏電流表、可調(diào)節(jié)彎管。上方柱筒和下方錐筒通過可調(diào)節(jié)彎管相連接，上方柱筒底部和下方錐筒頂部均有流水開口，滑動電阻設(shè)置在上方柱筒側(cè)壁上，滑動電阻的滑片與浮球連接，滑動電阻通過電線與信號裝置連接，信號裝置包括直流電源和靈敏電流表，靈敏電流表用于判別管涌、滲漏強(qiáng)度。本發(fā)明還公開了上述裝置的檢測方法。本發(fā)明基于伯努力方程和浮力，利用可以隨水面浮動的浮球改變控制滑動電阻的電阻值，并通過靈敏電流表觀測這一變化，從而能快速、無損地檢測堤壩的管涌、滲漏強(qiáng)度，投資低、結(jié)構(gòu)簡單、便于工程人員掌握使用。
【專利說明】
堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置。本發(fā)明的裝置適用于小型水庫的堤 壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測。
【背景技術(shù)】
[0002] 水庫堤壩滲漏、管涌等是導(dǎo)致堤壩潰決的重要原因，會對國民經(jīng)濟(jì)、社會安定和 諧、環(huán)境與生態(tài)等造成嚴(yán)重的損失。因此如何準(zhǔn)確快速地查明堤壩滲漏或管涌的進(jìn)水口位 置及強(qiáng)度大小至關(guān)重要，管涌、滲漏探測方法及其設(shè)備裝置也隨之誕生。
[0003] 現(xiàn)有的管涌、滲漏探測裝置是與人工巡視、地質(zhì)鉆探和地球物理勘探三種探測方 法對應(yīng)的。人工巡視基本不需要儀器裝置，但是人工巡視浪費(fèi)人力且難以發(fā)現(xiàn)隱患;地質(zhì)鉆 探具有破壞性且探測結(jié)果是局部的;地球物理勘探結(jié)果較準(zhǔn)確，但是探測裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成 本較高，且一般人員難以掌握其使用方法?，F(xiàn)有的管涌、滲漏探測裝置無法滿足快速、無損、 成本低、結(jié)構(gòu)簡單以及便于工程人員掌握使用等要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種快速、無損、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、便于工程人員掌握使 用的管涌、滲漏強(qiáng)度檢測裝置及其檢測方法。
[0005] 本發(fā)明的第一個(gè)目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置， 包括上方柱筒、下方錐筒、滑動電阻、浮球、信號裝置、可調(diào)節(jié)彎管； 上方柱筒的底部和下方錐筒的頂部均有流水開口，上方柱筒和下方錐筒通過可調(diào)節(jié)彎 管相連接，滑動電阻設(shè)置在上方柱筒側(cè)壁上； 滑動電阻的滑片與浮球連接，浮球隨水位的上下移動可改變滑動電阻的大小，滑動電 阻通過電線與信號裝置相連接，信號裝置包括直流電源和靈敏電流表，靈敏電流表用于判 別管涌、滲漏強(qiáng)度。
[0006] 優(yōu)選的，所述上方柱筒與可調(diào)節(jié)彎管螺栓連接;下方錐筒與可調(diào)節(jié)彎管螺栓連接， 可調(diào)節(jié)彎管彎度可調(diào)節(jié)。
[0007] 優(yōu)選的，所述上方柱筒的上部有支耳，支耳帶有孔洞，且支耳用螺栓固定在上方柱 筒筒壁外側(cè)。
[0008] 優(yōu)選的，所述上方柱筒的側(cè)壁與滑動電阻螺栓連接。
[0009] 優(yōu)選的，所述上方柱筒的直徑等于4倍的流水開口直徑，上方柱筒的長度等于8倍 的流水開口直徑，下方錐筒的上底直徑等于流水開口直徑，下方錐筒的下底直徑等于20倍 的流水開口直徑，下方錐筒的長度等于15倍的流水開口直徑，浮球的直徑等于3倍的流水開 口直徑，浮球隨水位的變化而自由上下浮動，可調(diào)節(jié)彎管直徑等于所述流水開口直徑。
[0010] 優(yōu)選的，所述可調(diào)節(jié)彎管兩端分別設(shè)有固定環(huán)，所述上方柱筒底板與可調(diào)節(jié)彎管 上端固定環(huán)螺栓連接;下方錐筒上端設(shè)置的固定環(huán)與可調(diào)節(jié)彎管下端固定環(huán)螺栓連接。
[0011] 本發(fā)明包括上方柱筒、可調(diào)節(jié)彎管、下方錐筒、滑動電阻、浮球、信號裝置。
[0012] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供利用上述堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置進(jìn)行檢測的方 法，通過如下運(yùn)行方式達(dá)到： 將檢測裝置鉛直放入水中，沿堤壩邊移動進(jìn)行探測。在水庫不進(jìn)行排水的情況下，堤壩 內(nèi)的水可以認(rèn)為是靜止的，其水流速度為零。因此，檢測裝置沿壩移動時(shí)，如未遇到管涌和 滲漏，下方錐筒底部的水流速度為零，上方柱筒內(nèi)的水位基本穩(wěn)定在一個(gè)固定值，浮球基本 不會上下移動，電阻的大小也不會發(fā)生變化，信號裝置中的電流表的數(shù)值基本穩(wěn)定；當(dāng)探測 裝置遇到管涌和滲漏時(shí)，下方錐筒底部的水流速度大于零，根據(jù)伯努力方程：
同一高程下是定值，是常量，水流速度增大時(shí)，水壓降低才滿足要求，水壓的降低意味 著上下方錐筒中的水深減小，即上方柱筒中的水面高度降低，從而浮球向下移動，浮球向下 移動帶動滑動電阻的滑片移動改變了電阻的大小，信號裝置中的靈敏電流表的讀數(shù)會發(fā)生 明顯的變化，從而檢測出管涌、滲漏入水口和強(qiáng)度大小。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明上方柱筒和下方錐筒通過可 調(diào)節(jié)彎管和螺栓連接，上方柱筒的底部和下方錐筒的頂部均有流水開口，滑動電阻通過螺 栓裝置固定在上方柱筒側(cè)壁上，滑動電阻的滑片與浮球連接，浮球隨水位的上下移動可以 改變電阻的大小，滑動電阻通過電線與信號裝置連接，信號裝置由直流電源和靈敏電流表 組成，由靈敏電流表的讀數(shù)大小判別管涌、滲漏強(qiáng)度。所述上方柱筒的直徑等于4倍的流水 開口直徑，所述上方柱筒的長度等于8倍的流水開口直徑，所述下方錐筒的小孔直徑等于流 水開口直徑，所述下方錐筒的大孔直徑等于20倍的流水開口直徑，所述下方錐筒的長度等 于15倍的流水開口直徑，所述浮球的直徑等于3倍的流水開口直徑，所述浮球可以隨水位的 變化而自由上下浮動，所述可調(diào)節(jié)彎管可以根據(jù)需要彎曲成一定角度。本發(fā)明基于伯努力 方程和浮力，利用可以隨水面浮動的浮球改變控制滑動電阻的電阻值，并通過靈敏電流表 觀測這一變化，從而可以檢測堤壩的管涌、滲漏強(qiáng)度。本發(fā)明投資低、結(jié)構(gòu)簡單、便于工程人 員掌握使用，能快速、無損地檢測到堤壩內(nèi)管涌、滲漏的入水口和強(qiáng)度大小，以便工作人員 合理組織安排搶險(xiǎn)工作。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置的剖面圖； 圖中，1:上方柱筒;2:下方錐筒;3:提手;4:螺栓;5:支耳;6:滑動電阻;7:浮球;8:螺栓； 9:螺栓;10:電線；11:直流電源；12:靈敏電流表;13:信號裝置；14:螺栓;15:螺栓;16:螺栓； 17:可調(diào)節(jié)彎管；18:螺栓;19:螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016] 堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置，包括上方柱筒1、下方錐筒2、滑動電阻6、浮球7、直流 電源11、靈敏電流表12、可調(diào)節(jié)彎管17。
[0017] 上方柱筒1和下方錐筒2通過螺栓4、螺栓15、螺栓18、螺栓19和可調(diào)節(jié)彎管17連接 在一起，滑動電阻6通過螺栓8和螺栓9固定在上方柱筒1的側(cè)壁上，浮球7與滑動電阻6的滑 片連接，滑動電阻6通過電線10與信號裝置13連接，信號裝置13由直流電源11和靈敏電流表 12組成，支耳5由螺栓14和螺栓16固定在上方柱筒1的頂部，提手3連接在支耳5上。所述上方 柱筒1的直徑等于4倍的流水開口直徑，所述上方柱筒1的長度等于8倍的流水開口直徑，所 述下方錐筒2的小孔直徑等于流水開口直徑，所述下方錐筒2的大孔直徑等于20倍的流水開 口直徑，所述下方錐筒2的長度等于15倍的流水開口直徑，所述浮球7的直徑等于3倍的流水 開口直徑，所述浮球7可以隨水位的變化而自由上下浮動。
[0018]本發(fā)明的運(yùn)行方式如下： 首先根據(jù)堤壩坡度要求調(diào)整可調(diào)節(jié)彎管使下方錐筒口正對堤壩坡面，然后將檢測裝置 鉛直置于水中，手提提手3沿堤壩邊行走，或?qū)⑸戏街藏Q直固定在船上平行于壩軸線方向 移動，未遇到管涌、滲漏時(shí)，下方錐筒2底部水流速度為零，上方柱筒1的水位為一穩(wěn)定值，浮 球7不會發(fā)生大的上下浮動，滑動電阻6的電阻值不變，信號裝置13中的電流表12的讀數(shù)基 本無波動。當(dāng)探測裝置遇到管涌、滲漏時(shí)，下方錐筒2底部水流速度大于零，上方柱筒1內(nèi)的 水位會降低，浮球7隨上方柱筒1內(nèi)的水位降低而向下移動，滑動電阻6的電阻值發(fā)生變化， 信號裝置13中的電流表12的讀數(shù)會發(fā)生明顯波動，從而檢測出堤壩的管涌、滲漏強(qiáng)度。 [0019]本發(fā)明基于伯努力方程和浮力，利用可以隨水面浮動的浮球改變控制滑動電阻的 電阻值，并通過靈敏電流表觀測這一變化，從而可以檢測堤壩的管涌、滲漏強(qiáng)度。本發(fā)明投 資低、結(jié)構(gòu)簡單、便于工程人員掌握使用，能快速、無損地檢測到堤壩內(nèi)管涌、滲漏的入水口 和強(qiáng)度大小。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括上方柱筒（1)、下方錐 筒(2)、滑動電阻(6)、浮球(7)、信號裝置(13)、可調(diào)節(jié)彎管（17); 上方柱筒（1)的底部和下方錐筒(2)的頂部均有流水開口，上方柱筒（1)和下方錐筒（1) 通過可調(diào)節(jié)彎管（17)相連接，滑動電阻(6)設(shè)置在上方柱筒（1)側(cè)壁上； 滑動電阻(6)的滑片與浮球(7)連接，浮球(7)隨水位的上下移動可改變滑動電阻(6)的 大小，滑動電阻(6)通過電線（10)與信號裝置（13)相連接，信號裝置包括直流電源（11)和靈 敏電流表(12)，靈敏電流表(12)用于判別管涌、滲漏強(qiáng)度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于探測管涌滲漏的簡易裝置，其特征在于，所述上方柱筒 (1) 與可調(diào)節(jié)彎管（17 )螺栓連接；下方錐筒（2)與可調(diào)節(jié)彎管（17)螺栓連接，可調(diào)節(jié)彎管 (17)彎度可調(diào)節(jié)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置，其特征在于，所述上方柱筒（1) 的上部有支耳(5)，支耳(5)帶有孔洞，且支耳(5)用螺栓固定在上方柱筒(1)筒壁外側(cè)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置，其特征在于，所述上方柱筒（1) 的側(cè)壁與滑動電阻(6 )螺栓連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置，其特征在于，所述上方柱筒（1) 的直徑等于4倍的流水開口直徑，上方柱筒（1)的長度等于8倍的流水開口直徑，下方錐筒 (2) 的上底直徑等于流水開口直徑，下方錐筒（2)的下底直徑等于20倍的流水開口直徑，下 方錐筒(2)的長度等于15倍的流水開口直徑，浮球(7)的直徑等于3倍的流水開口直徑，浮球 隨水位的變化而自由上下浮動，可調(diào)節(jié)彎管（17)直徑等于所述流水開口直徑。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)彎管 (17)兩端分別設(shè)有固定環(huán)，所述上方柱筒（1)底板與可調(diào)節(jié)彎管（17)上端固定環(huán)螺栓連接； 下方錐筒(2)上端設(shè)置的固定環(huán)與可調(diào)節(jié)彎管（17)下端固定環(huán)螺栓連接。7. 利用權(quán)利要求1-6所述的堤壩管涌滲漏強(qiáng)度檢測裝置進(jìn)行檢測的方法，其特征在于， 所述探測方法為： 將檢測裝置鉛直放入水中，沿堤壩邊移動進(jìn)行探測； 在水庫不進(jìn)行排水的情況下，堤壩內(nèi)的水可認(rèn)為是靜止的，其水流速度為零；因此，檢 測裝置沿壩移動時(shí)，如未遇到管涌和滲漏，下方錐筒底部的水流速度為零，上方柱筒內(nèi)的水 位基本穩(wěn)定在一個(gè)固定值，浮球基本不會上下移動，電阻的大小也不會發(fā)生變化，信號裝置 中的電流表的數(shù)值基本穩(wěn)定； 當(dāng)探測裝置遇到管涌和滲漏時(shí)，下方錐筒底部的水流速度大于零，根據(jù)伯努力方程：同一高程下是定值，是常量，水流速度增大時(shí)，水壓降低才滿足要求，水壓的降低意味 著上下方錐筒中的水深減小，即上方柱筒中的水面高度降低，從而浮球向下移動，浮球向下 移動帶動滑動電阻的滑片移動改變了電阻的大小，信號裝置中的靈敏電流表的讀數(shù)會發(fā)生 明顯的變化，從而檢測出管涌、滲漏入水口和強(qiáng)度大小。
【文檔編號】G01M3/26GK106052973SQ201610594766
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月27日 公開號201610594766.6, CN 106052973 A, CN 106052973A, CN 201610594766, CN-A-106052973, CN106052973 A, CN106052973A, CN201610594766, CN201610594766.6
【發(fā)明人】徐波, 許偉健, 高琛, 袁程, 畢超, 陸偉剛, 劉鵬程
【申請人】揚(yáng)州大學(xué)