双环试验监测组件、双环试验装置及方法与流程

文档序号:19682916发布日期:2020-01-14 17:37阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种双环试验监测组件,所述双环试验监测组件设置于双环组件上,所述双环组件包括内环(210)以及与所述内环(210)同轴设置的外环(220),其特征在于,所述双环试验监测组件包括水位平衡及数据传输组件(110),以及用于将所述水位平衡及数据传输组件(110)固定在所述双环组件上的水平调整组件(120);

所述水位平衡及数据传输组件(110)包括注水组件、流量计(113)及主控制器(114),所述注水组件用于分别向所述双环组件的内环(210)内部以及内环(210)与外环(220)之间注水;所述流量计(113)与所述主控制(114)电连接,用于记录所述注水组件的注水流量及其对应时刻,并将所述注水组件的注水流量计其对应时刻发送至所述主控制器(114),所述主控制器(114)用于获取所述内环(210)直径,并根据所述内环(210)直径与所述注水流量及其对应时刻计算渗透系数。

2.根据权利要求1所述的双环试验监测组件,其特征在于,所述注水组件包括:第一注水组件(111)和第二注水组件(112);

所述第一注水组件(111)设置于所述双环组件的内环(210)内侧,用于向内环(210)内部注水,其包括第一子控制器(115),以及设置在第一注水管路上的第一阀门(116)和第一水位计(117);

所述第一子控制器(115)分别与所述第一阀门(116)、所述第一水位计(117)及所述主控制器(114)电连接,用于根据所述第一水位计(117)测量的水位数据控制所述第一阀门(116)的通断,以及将所述水位数据及所述第一阀门(116)的通断数据传输至所述主控制器(114);

所述第二注水组件(112)设置于所述双环组件的内环(210)与外环(220)之间,用于向内环(210)与外环(220)之间注水,其包括第二子控制器(118),以及设置在第二注水管路上的第二阀门(119)和第二水位计(11a);

所述第二子控制器(118)分别与所述第二阀门(119)、第二水位计(11a)及所述主控制器(114)电连接,用于根据所述第二水位计(11a)测量的水位数据控制所述第二阀门(119)的通断,以及将所述水位数据及所述第一阀门(116)的通断数据传输至所述主控制器(114);

其中,所述第一注水组件(111)与第二注水组件(112)呈平行且相对设置。

3.根据权利要求2所述的双环试验监测组件,其特征在于,

所述第一注水组件(111)还包括设置在第一注水管路上的第一单向阀门(11b)及第一微型水泵(11c),所述第一单向阀门(11b)靠近所述第一注水组件(111)的进水口设置,所述第一微型水泵(11c)与所述第一子控制器(115)电连接,其用于在接收到第一子控制器(115)的开启信号时开始抽水,以通过第一单向阀门(11b)和第一阀门(116)向内环(210)内部注水;

所述第二注水组件(112)还包括设置在第二注水管路上的第二单向阀门(11d)及第二微型水泵(11e),所述第二单向阀门(11d)靠近所述第二注水组件(112)的进水口设置,所述第二微型水泵(11e)与所述第二子控制器(118)电连接,其用于在接收到第二子控制器(118)的开启信号时开始抽水,以通过第二单向阀门(11d)和第二阀门(119)向内环(210)与外环(220)之间注水。

4.根据权利要求3所述的双环试验监测组件,其特征在于,所述流量计(113)设置于所述第一注水组件(111)的第一注水管路上,并在水流方向上位于所述第一单向阀门(11b)后方。

5.根据权利要求2所述的双环试验监测组件,其特征在于,所述水平调整组件(120)包括外壳(123),以及设置在所述外壳(123)上的第一固定连接部和第二固定连接部;所述第一固定连接部与所述水位平衡及数据传输组件(110)连接,所述第二固定连接部与所述双环组件的内环(210)连接。

6.根据权利要求5所述的双环试验监测组件,其特征在于,所述第一固定连接部包括第一固定连接件(121)和第二固定连接件(122):

所述第一注水组件(111)的第一注水管路穿过所述第一固定连接件(121)以伸入所述双环组件的内环(210)内侧并由所述第一固定连接件(121)固定;

所述第二注水组件(112)的第二注水管路穿过所述第二固定连接件(122)以伸入所述双环组件的内环(210)与外环(220)之间并由所述第二固定连接件(122)固定;

其中,所述第一固定连接件(121)与所述第二固定连接件(122)呈平行且相对设置。

7.根据权利要求5所述的双环试验监测组件,其特征在于,

所述水平调整组件(120)还包括两个呈倒梯形且对称设置的调平辅助结构(124),二者顶端与所述外壳(123)下表面固定,所述双环组件的内环(210)位于所述两个调平辅助结构(124)之间并抵靠在所述外壳(123)下表面上;

所述水平调整组件(120)还包括水平尺(125),其固定于所述外壳(123)上表面,并位于所述第一固定连接件(121)与所述第二固定连接件(122)之间。

8.根据权利要求5所述的双环试验监测组件,其特征在于,

所述外壳(123)包括中间部,以及分别与所述中间部的两端连接并向下延伸的第一支部和第二支部,且所述第一支部位于所述双环组件的内环(210)内侧,所述第二支部位于所述双环组件的内环(210)与外环(220)之间;

所述第二固定连接部包括第一调平辅助螺栓(126)及第二调平辅助螺栓(127);

所述第一调平辅助螺栓(126)自外向内穿过所述外壳(123)的第一支部并锁紧于所述双环组件的内环(210)的内壁处;所述第二调平辅助螺栓(127)自外向内穿过所述外壳(123)的第二支部并锁紧于所述双环组件的内环(210)的外壁处。

9.根据权利要求1所述的双环试验监测组件,其特征在于,还包括数据发送组件(114a)和数据输入及显示组件(114b);

所述数据输入及显示组件(114b)与所述主控制器(114)电连接,用于获取用户输入的第一数据信息,以及显示所述第一数据信息和所述主控制器(114)传输的第二数据信息,其中所述第一数据信息包括所述双环组件的内环(210)直径,所述第二数据信息包括注水流量及其对应时刻,以及根据所述内环(210)直径、注水流量及其对应时刻计算获得的渗透系数;

所述数据发送组件(114a)分别与所述主控制器(114)以及远程控制终端电连接,用于将所述主控制器(114)传输的第一数据信息和第二数据信息发送至所述远程控制终端。

10.根据权利要求1所述的双环试验监测组件,其特征在于,还包括:

过滤装置(11f),所述过滤装置(11f)设置于所述注水组件的进水口处。

11.一种双环试验装置,包括双环组件,其特征在于,还包括设置于所述双环组件上的如权利1-10中任一项所述的双环试验监测组件。

12.一种应用如权利要求1所述的双环试验监测组件的双环试验方法,其特征在于,包括:

所述主控制器(114)获取双环组件的内环(210)直径;

主控制器(114)启动注水流程,以使注水组件分别向双环组件的内环(210)内部以及内环(210)与外环(220)之间注水;

所述主控制器(114)获取所述注水组件的流量数据以及对应的时刻,其中所述注水组件的流量数据及其对应的时刻由流量计(113)记录并发送至所述主控制器(114);

所述主控制器(114)根据所述内环(210)直径与流量数据及其对应的时刻计算渗透系数。

13.根据权利要求12所述的方法,所述注水组件包括第一注水组件(111)及第二注水组件(112),所述第一注水组件(111)包括第一子控制器(115)、第一阀门(116)、第一水位计(117)、第一微型水泵(11c)及第一单向阀门(11b),所述第二注水组件(112)包括第二子控制器(118)、第二阀门(119)、第二水位计(11a)、第二微型水泵(11e)及第二单向阀门(11d),其特征在于,在所述主控制器(114)获取所述注水组件的流量数据及其对应的时刻之前,还包括:

s10、主控制器(114)判断第一水位数据以及第二水位数据是否都达到整定水位,其中所述第一水位数据是由第一子控制器(115)获取的所述第一水位计(117)的水位数据并由第一子控制器(115)发送至所述主控制器(114),所述第二水位数据是由第二子控制器(118)获取的所述第二水位计(11a)的水位数据并由第二子控制器(118)发送至所述主控制器(114);

s20、若第一水位数据未达到整定水位,所述主控制器(114)发送第一注水信号至所述第一子控制器(115),所述第一子控制器(115)接收到第一注水信号后依次启动所述第一阀门(116)和第一微型水泵(11c),使得所述第一注水组件(111)启动注水;

s30、若第二水位数据未达到整定水位,所述主控制器(114)发送第二注水信号至所述第二子控制器(118),所述第二子控制器(118)接收到第二注水信号后依次启动所述第二阀门(119)和第二微型水泵(11e),使得所述第二注水组件(112)启动注水;

s40、所述主控制器(114)再次判断第一水位数据以及第二水位数据是否都达到整定水位,若是,则在第一水位数据以及第二水位数据初次同时达到整定水位时,通过流量计(113)记录注水流量数据及其对应时刻,若否,则返回步骤s20,直到第一水位数据以及第二水位数据都达到整定水位。

14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在所述主控制器(114)判断第一水位数据以及第二水位数据是否都达到整定水位之后,还包括:

s50、若第一水位数据达到整定水位,所述主控制器(114)发送第一关闭信号至所述第一子控制器(115),所述第一子控制器(115)接收到第一关闭信号后依次关闭第一微型水泵(11c)和所述第一阀门(116),使得所述第一注水组件(111)关闭注水;

s60、若第二水位数据达到整定水位,所述主控制器(114)发送第二关闭信号至所述第二子控制器(118),所述第二子控制器(118)接收到第二关闭信号后依次关闭第二微型水泵(11e)和所述第二阀门(119),使得所述第二注水组件(112)关闭注水。

15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述主控制器(114)根据所述内环(210)直径与流量数据及其对应的时刻计算渗透系数,其计算公式为:

其中,k表示渗透系数,qt1表示流量计(113)记录的t1时刻的流量数据,qt2表示流量计(113)记录的t2时刻的流量数据,d表示双环组件的内环(210)直径,δq=qt2-qt1,δt=t2-t1。

16.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在所述主控制器(114)根据所述内环(210)直径与流量数据及其对应的时刻计算渗透系数之前,还包括:

所述主控制器(114)根据所述流量数据及其对应的时刻计算单位时间内的流量差;

所述主控制器(114)判断所述单位时间内的流量差是否满足预设阈值,若满足,则所述控制器则确认入渗速率达到稳定状态,并根据所述内环(210)直径与流量数据及其对应的时刻计算渗透系数;

所述主控制器(114)根据所述流量数据及其对应的时刻计算单位时间的流量差的计算公式为:

其中,qt1表示流量计(113)记录的t1时刻的流量数据,qt2表示流量计(113)记录的t2时刻的流量数据,qt3表示流量计(113)记录的t3时刻的流量数据,a表示预设阈值。

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