一种水利水电站水坝的泥沙分离监控系统的制作方法

本实用新型涉及水利水电领域，具体讲是一种水利水电站水坝的泥沙分离监控系统。

背景技术：

目前，在水坝水库的主体内通常会贯通设置隧洞流道，对于这类型的隧洞流道来讲，泥沙分离是河流治理时的常见操作；目前，由于在水中的含沙量越来越严重，尤其是水坝水库排沙期，下游水质中的含沙量会集聚增加，使得水质在运用时，往往需要进行杂质过滤并同时对其实现泥沙分离；对于实际的泥沙分离操作来讲，倘若没有监控系统的话势必会给具体操作带来诸多不便，故需要在泥沙分离装置上配备对应的监控系统来完善其操作。

技术实现要素：

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种水利水电站水坝的泥沙分离监控系统，可与如图3所示水坝坝体配合监控，水坝坝体中具有水坝隧洞，当放水时，水坝内的泥沙会随之从水坝隧洞放出，在水坝隧洞的出口端设置如图1对应的泥沙分离装置来进行泥沙分离操作；然而本实用新型所提供的监控系统就是对结合泥沙分离装置实现监控的，主要有以下几个方面；首先由泥沙进口监控传感器对泥沙进料槽进行监控，监控其内部是否有泥沙送进；另外，由泥浓度监控传感器对分离桶内泥土的浓度进行检测，用于判断当前分离桶内是沙还是泥沙混合；同时还通过分离电机转速传感器和转动电机转速传感器对分离电机和转动电机的转速进行检测，用于后期的故障判断和分析；而且，还通过泥沙分离装置外部摄像头对外部运行情况进行监控。

本实用新型是这样实现的，构造一种水利水电站水坝的泥沙分离监控系统，包括位于泥沙分离装置上的分离监控箱、 数据采集单元、泥沙分离装置外部摄像头和水坝隧洞中的隧洞监控摄像头。其中，数据采集单元包括泥沙进口监控传感器、泥浓度监控传感器、分离电机转速传感器和转动电机转速传感器，泥沙进口监控传感器位于泥沙分离装置的泥沙进料槽内，泥浓度监控传感器位于泥沙分离装置的转轴的下端，分离电机转速传感器和转动电机转速传感器分别位于泥沙分离装置的分离电机和转动电机的外侧用于对分离电机和转动电机转速检测。泥沙分离装置外部摄像头位于泥沙分离装置的上部。同时，数据采集单元中的泥沙进口监控传感器、泥浓度监控传感器、分离电机转速传感器和转动电机转速传感器，以及泥沙分离装置外部摄像头和水坝隧洞中的隧洞监控摄像头的输出端分别与分离监控箱连接。

优点1：本实用新型通过改进在此提供一种监控系统，主要应用于水坝中的泥沙分离操作之中；首先，如图3所示是水坝中水坝坝体的示意图，水坝坝体中具有水坝隧洞，当放水时，水坝内的泥沙会随之从水坝隧洞放出，在水坝隧洞的出口端设置如图1对应的泥沙分离装置来进行泥沙分离操作；然而本实用新型所提供的监控系统就是对结合泥沙分离装置实现监控的，主要有以下几个方面；首先由泥沙进口监控传感器对泥沙进料槽进行监控，监控其内部是否有泥沙送进；另外，由泥浓度监控传感器对分离桶内泥土的浓度进行检测，用于判断当前分离桶内是沙还是泥沙混合；同时还通过分离电机转速传感器和转动电机转速传感器对分离电机和转动电机的转速进行检测，用于后期的故障判断和分析；而且，还通过泥沙分离装置外部摄像头对外部运行情况进行监控。

下面对本实用新型图1对应的泥沙分离装置运行过程进行说明，泥沙分离时，先将带有泥沙混合物进入泥沙进料槽中，同时由泥沙进口监控传感器对泥沙进料槽进行监控，监控其内部是否有泥沙混合物送进；然后分别启动分离电机和转动电机，由转动电机带动分离桶转动，由分离电机带动转轴转动进行搅拌，另外泥沙分离装置的上端设置的泥沙分离冲水管口可与外部冲水设备连通，使得分离桶转动在转动过程中，控制水管控制阀开启，此时由泥沙分离冲水管口向分离桶中喷水，加快泥沙分离；由于泥沙分离滤孔和泥沙分离过滤网的作用，泥水从泥沙分离滤孔脱离；在这过程中由泥浓度监控传感器对分离桶内进行泥土浓度检测，用于判断当前分离桶内是沙还是泥沙混合；同时通过泥水收集槽对从泥沙分离滤孔脱离的泥水收集并集中输出，防止泥水外溅。对于分离桶内部来讲，在泥水脱离后，控制水管控制阀关闭，同时将泥沙分离冲水管口与循环风机、热风机等设备连通，通过泥沙分离冲水管口向分离桶内通入热气，将包裹在沙子外表面上的泥烘干成粉状，脱离沙子。

优点2：泥沙分离装置外部摄像头主要是用于对泥沙分离装置外部的运行情况进行监控；此时，泥沙分离装置外部摄像头通过转动机构设置于泥沙分离装置的上部；转动机构包括摄像头转动电机和摄像头转动支座组成，摄像头转动电机固定在泥沙分离装置的上部，摄像头转动电机的转动端连接摄像头转动支座的下端面，泥沙分离装置外部摄像头固定在摄像头转动支座的上端；这样实现的好处是可由摄像头转动电机通过摄像头转动支座带动泥沙分离装置外部摄像头实现转动，扩大对周围的监控空间。

优点3：泥沙分离装置的上端设置有泥沙分离冲水管口，在与泥沙分离冲水管口连接的管路上设置有水管控制阀，分离监控箱的输出端与水管控制阀连接，并控制水管控制阀工作；在本专利中，分离监控箱可通过泥浓度监控传感器对分离桶内泥土的浓度进行检测情况来判断是否启动水管控制阀，如果分离桶内泥土的浓度高，则说明分离不彻底，需要继续加水分离。

优点4：在水坝隧洞的内侧顶部开有多个弧形空腔；所述隧洞监控摄像头为多组，分别安装在弧形空腔内；此时可通过隧洞监控摄像头对流体输出情况进行监控。

优点5：弧形空腔的下端外侧设置玻璃板隔离，并通过玻璃板将隧洞监控摄像头封闭在弧形空腔内；玻璃板既不会影响监控，同时又能隔离水汽，可防止水汽影响监控摄像。

附图说明

图1是本实用新型所述泥沙分离监控系统实施示意图；

图2是本实用新型中分离监控箱模块框图；

图3是本实用新型应用于水坝中的示意图；

图4是本实用新型水坝隧洞示意图。

其中：泥沙分离装置1，分离监控箱2，数据采集单元3，泥沙分离装置外部摄像头4，水坝隧洞5，隧洞监控摄像头6，泥沙进料槽7，转轴8，分离电机9，转动电机10，摄像头转动电机11，摄像头转动支座12，弧形空腔13，玻璃板14，泥沙分离冲水管口15，水管控制阀16，水坝坝体17，泥沙分离装置的分离桶18，泥沙分离滤孔19，泥沙分离过滤网20，泥水收集槽21，信号转换器22，滤波器23，网络模块24，泥沙进口监控传感器31，泥浓度监控传感器32，分离电机转速传感器33，转动电机转速传感器34，STM单片机35。

具体实施方式

下面将结合附图1-图4对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种水利水电站水坝的泥沙分离监控系统，如图1-图4所示，可以按照如下方式予以实施；该泥沙分离监控系统包括位于泥沙分离装置1上的分离监控箱2、 数据采集单元3、泥沙分离装置外部摄像头4和水坝隧洞5中的隧洞监控摄像头6。

其中，数据采集单元3包括泥沙进口监控传感器31、泥浓度监控传感器32、分离电机转速传感器33和转动电机转速传感器34，泥沙进口监控传感器31位于泥沙分离装置1的泥沙进料槽7内，泥浓度监控传感器32位于泥沙分离装置1的转轴8的下端，分离电机转速传感器33和转动电机转速传感器34分别位于泥沙分离装置1的分离电机9和转动电机10的外侧用于对分离电机9和转动电机10转速检测。

泥沙分离装置外部摄像头4位于泥沙分离装置1的上部。

同时，数据采集单元3中的泥沙进口监控传感器31、泥浓度监控传感器32、分离电机转速传感器33和转动电机转速传感器34，以及泥沙分离装置外部摄像头4和水坝隧洞5中的隧洞监控摄像头6的输出端分别与分离监控箱2连接。

本实用新型通过改进在此提供一种监控系统，主要应用于水坝中的泥沙分离操作之中；首先，如图3所示是水坝中水坝坝体17的示意图，水坝坝体17中具有水坝隧洞5，当放水时，水坝内的泥沙会随之从水坝隧洞5放出，在水坝隧洞5的出口端设置如图1对应的泥沙分离装置1来进行泥沙分离操作；然而本实用新型所提供的监控系统就是对结合泥沙分离装置1实现监控的，主要有以下几个方面；首先由泥沙进口监控传感器31对泥沙进料槽7进行监控，监控其内部是否有泥沙送进；另外，由泥浓度监控传感器32对分离桶18内泥土的浓度进行检测，用于判断当前分离桶18内是沙还是泥沙混合；同时还通过分离电机转速传感器33和转动电机转速传感器34对分离电机9和转动电机10的转速进行检测，用于后期的故障判断和分析；而且，还通过泥沙分离装置外部摄像头4对外部运行情况进行监控。

下面对本实用新型图1对应的泥沙分离装置1运行过程进行说明，泥沙分离时，先将带有泥沙混合物进入泥沙进料槽7中，同时由泥沙进口监控传感器31对泥沙进料槽7进行监控，监控其内部是否有泥沙混合物送进；然后分别启动分离电机9和转动电机10，由转动电机10带动分离桶18转动，由分离电机9带动转轴8转动进行搅拌，另外泥沙分离装置1的上端设置的泥沙分离冲水管口15可与外部冲水设备连通，使得分离桶18转动在转动过程中，控制水管控制阀16开启，此时由泥沙分离冲水管口15向分离桶18中喷水，加快泥沙分离；由于泥沙分离滤孔19和泥沙分离过滤网20的作用，泥水从泥沙分离滤孔19脱离；在这过程中由泥浓度监控传感器32对分离桶18内进行泥土浓度检测，用于判断当前分离桶18内是沙还是泥沙混合；同时通过泥水收集槽21对从泥沙分离滤孔19脱离的泥水收集并集中输出，防止泥水外溅。对于分离桶18内部来讲，在泥水脱离后，控制水管控制阀16关闭，同时将泥沙分离冲水管口15与循环风机、热风机等设备连通，通过泥沙分离冲水管口15向分离桶18内通入热气，将包裹在沙子外表面上的泥烘干成粉状，脱离沙子。

另外，分离监控箱2包括STM单片机35、信号转换器22、滤波器23、网络模块24；信号转换器22与数据采集单元3中各部分连接，信号转换器22的输出端通过滤波器23连接STM单片机35，STM单片机35连接网络模块24，通过网络模块24与外部服务器通信。

另外，泥沙分离装置外部摄像头4主要是用于对泥沙分离装置1外部的运行情况进行监控；此时，泥沙分离装置外部摄像头4通过转动机构设置于泥沙分离装置1的上部；转动机构包括摄像头转动电机11和摄像头转动支座12组成，摄像头转动电机11固定在泥沙分离装置1的上部，摄像头转动电机11的转动端连接摄像头转动支座12的下端面，泥沙分离装置外部摄像头4固定在摄像头转动支座12的上端；这样实现的好处是可由摄像头转动电机11通过摄像头转动支座12带动泥沙分离装置外部摄像头4实现转动，扩大对周围的监控空间。

另外，泥沙分离装置1的上端设置有泥沙分离冲水管口15，在与泥沙分离冲水管口15连接的管路上设置有水管控制阀16，分离监控箱2的输出端与水管控制阀16连接，并控制水管控制阀16工作；在本专利中，分离监控箱2可通过泥浓度监控传感器32对分离桶18内泥土的浓度进行检测情况来判断是否启动水管控制阀16，如果分离桶18内泥土的浓度高，则说明分离不彻底，需要继续加水分离。

另外，在水坝隧洞5的内侧顶部开有多个弧形空腔13；所述隧洞监控摄像头6为多组，分别安装在弧形空腔13内；此时可通过隧洞监控摄像头6对流体输出情况进行监控。

另外，弧形空腔13的下端外侧设置玻璃板14隔离，并通过玻璃板14将隧洞监控摄像头6封闭在弧形空腔13内；玻璃板14既不会影响监控，同时又能隔离水汽，可防止水汽影响监控摄像。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。