一种电缆隧道水泥管片缺陷渗水特征红外热像实验装置的制作方法

本实用新型属于红外热像实验领域，更具体地，涉及一种电缆隧道水泥管片缺陷渗水特征红外热像实验装置。

背景技术：

随着城市建设，电缆隧道越来越多的投入使用，但电缆隧道在制造、敷设及运行的各个阶段都有可能产生缺陷，其中电缆隧道渗水是最常见的病害形式，这会给隧道的生产运行带来安全隐患，因此发现电缆隧道的渗水并准确判断渗水点位置和大小对保证电缆隧道的安全生产运行有着重要的意义。在隧道渗水时由于水的蒸发会导致渗水点与周围环境存在温度差，因此可以通过拍摄热像图的方式对隧道渗漏进行检测。应用这种方法可以通过判断隧道温度的变化，从而判断渗漏的发生，以此来实现对渗水的检测、定位以及渗水点大小的测量。但是，目前业内缺乏针对不同渗漏形式的渗漏缺陷制作的各自的参照热像图，由此产生以下技术问题：由于隧道的渗漏有多种形式每种形式对应的热像图均有不同，直接查看实地测量结果的热像图，只能从异常图像中发现渗漏位置，却无法知道具体的渗漏形式。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的技术问题，提供对应不同形式缺陷的热像图作为实地测量的参照，本实用新型提供了一种电缆隧道水泥管片缺陷渗水特征红外热像实验装置。

本实用新型的技术方案包括：总控系统，以及由所述总控系统分别连接的环境温度控制系统、水流量控制系统、水温控制系统、红外热像仪；所述环境温度控制系统设于环境模拟室内；所述水流量控制系统包括水泵、调流阀、流量计、储水槽、输水管道，所述水温控制系统位于所述储水槽内；实验水泥块置于所述环境模拟室中，包括进水通道和连接所述进水通道的人造渗漏缺陷；所述红外热像仪，位于所述环境模拟室中且朝向所述人造渗漏缺陷设置；所述水泵设于所述储水槽中，所述输水管道连接所述水泵和所述进水通道；所述调流阀设于所述输水管道上，所述流量计设于所述输水管道上且位于所述调流阀后端。

进一步地，所述人造渗漏缺陷为人工模拟的点状缺陷、线状缺陷、面状缺陷、空鼓缺陷或其它人工模拟的自然渗漏缺陷之一。

进一步地，所述环境模拟室和所述储水槽集成于一个隔热实验箱内。

进一步地，所述环境模拟室和所述储水槽分体设置。

进一步地，所述水流量控制系统还包括回流管道，所述回流管道一端连接所述储水槽，另一端在所述调流阀的前端与所述输水管道相连。

进一步地，所述环境模拟室中设有渗水回收装置，所述渗水回收装置一端连接所述储水槽，另一端对应所述实验水泥块设置。

进一步地，所述环境温度控制系统包括第一冷却单元、第一加热单元、第一温度传感器。

进一步地，所述第一冷却单元和所述第一加热单元交叉、均匀分布于所述环境模拟室。

进一步地，所述水温控制系统包括第二冷却单元、第二加热单元、第二温度传感器。

进一步地，所述第二冷却单元和所述第二加热单元交叉、均匀分布于所述储水槽。

总体而言，本实用新型具有如下有益效果：首先可以通过所述环境温度控制系统模拟隧道的环境，并通过水流量控制系统、水温控制系统和所述实验水泥块分别模拟隧道中渗水量的大小、渗水温度和渗漏缺陷的形状， 最后可以通过红外热像仪拍摄，得出在不同环境温度、不同渗水量下，各种渗漏缺陷形式对应的红外热像图，从而为实地测量中分析隧道的具体渗漏缺陷形式提供可靠的参考依据。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的装置示意图；

图2是本实用新型第二实施例的装置示意图；

图3是本实用新型第三实施例的装置示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

总控系统 1 红外热像仪 2 环境模拟室 3

第一冷却单元 31 第一加热单元 32 第一温度传感器 33

储水槽 4 第二冷却单元 41 第二加热单元 42

第二温度传感器 43 水泵 44 调流阀 51

流量计 52 输水管道 53 回流管道 54

实验水泥块 6 进水通道 61 人造渗漏缺陷 62

渗水回收装置 7 隔热实验箱 8

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为第一实施例的装置示意图。第一实施例的装置包括：总控系统1，以及由所述总控系统1分别连接的环境温度控制系统、水流量控制系统、水温控制系统、红外热像仪2；该装置还包括环境模拟室3，所述环境温度 控制系统设于环境模拟室3内，包括第一冷却单元31、第一加热单元32、第一温度传感器33，所述第一冷却单元31和所述第一加热单元32交叉、均匀分布于所述环境模拟室3；所述水流量控制系统包括水泵44、调流阀51、流量计52、储水槽4、输水管道53、回流管道54；所述水温控制系统位于所述储水槽4内，包括第二冷却单元41、第二加热单元42、第二温度传感器43，所述第二冷却单元41和所述第二加热单元42交叉、均匀分布于所述储水槽4；实验水泥块6置于所述环境模拟室3中，包括进水通道61和连接所述进水通道61的人造渗漏缺陷62；所述红外热像仪2，位于所述环境模拟室3中且朝向所述人造渗漏缺陷62设置；所述水泵44设于所述储水槽4中，所述输水管道53连接所述水泵44和所述进水通道61；所述调流阀51设于所述输水管道53上，所述流量计52设于所述输水管道53上且位于所述调流阀51后端，所述回流管道54一端连接所述储水槽4，另一端在所述调流阀51的前端与所述输水管道53相连；所述环境模拟室3和所述储水槽4集成于一个隔热实验箱8内；所述环境模拟室3中设有渗水回收装置7，所述渗水回收装置7一端连接所述储水槽4，另一端对应所述实验水泥块6设置，本实施例中的渗水回收装置7为漏斗。

如图1所示，所述环境温度控制系统的作用是控制环境模拟室3内部环境温度，所述水温控制系统的作用是控制水温。所述第一冷却单元31和所述第二冷却单元41用于降低温度，所述第一加热单元32和所述第二加热单元42用于提升环境温度，所述第一温度传感器33和所述第二温度传感器43用于向所述总控系统1反馈温度信息，所述总控系统1根据接收到的温度反馈信息控制所述第一冷却单元31、所述第二冷却单元41、所述第一加热单元32、所述第二加热单元42以调节温度。所述总控系统1可以分别控制水温和环境模拟室3内部环境温度，例如，使水的温度为300.65K，使环境模拟室3内部环境温度为302.15K。本实施例中的总控系统1为微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，即单片机。

所述水流量控制系统的作用是控制渗水的流量。所述储水槽4用于储存水，所述水泵44用于泵水，所述调流阀51用于调节流量，所述流量计52用于测量水流量，所述总控系统1用于控制所述水泵44的开关和所述调流阀51的开闭程度并从所述流量计52获取流量信息，从而使水流量控制在需要的值，例如，使水流量为100ml/min。

所述实验水泥块6是带有特定渗漏缺陷的人造实验水泥块6，所述人造渗漏缺陷62为人工模拟的点状缺陷、线状缺陷、面状缺陷、空鼓缺陷或其它人工模拟的自然渗漏缺陷之一。用于人工模拟自然条件下形成的各种隧道渗漏缺陷的形状，所述红外热像仪2用于拍摄红外热像图。

另外为了更好地模拟隧道的环境，所述隔热实验箱8由绝热材料制成，用于隔绝外部环境带来的温度影响。

以下是本实用新型第一实施例的具体实验步骤：

步骤一，打开环境温度控制系统和水温控制系统，设置环境温度和水温，使环境模拟室3内部环境温度和水的温度达到实验设计温度；

步骤二，打开水循环系统，设置水循环系统的水流量，使水流量稳定在实验设计的流量；

步骤三，打开红外热像仪2拍摄红外热像图；

步骤四，关闭环境温度控制系统、水温控制系统、水循环系统、红外热像仪2，实验结束。

如果需要获取不同渗漏缺陷的红外热成像，更换实验水泥块6，然后重复以上步骤即可。

请参照图2，为本实用新型第二实施例。其与第一实施例主要区别在于，虽然所述环境模拟室3和所述储水槽4集成于一个隔热实验箱8内，但是中间由隔热实验箱8的隔板分开，可以更加独立地完成各自的温度控制。

请参照图3，为本实用新型第三实施例。其与第一实施例主要区别在于，所述隔热实验箱8分体设置，所述环境模拟室3和所述储水槽4分体设置 且分别设置于所述隔热实验箱8的不同分体当中，可以更加独立地完成各自的温度控制。

图1～图3中连接主控系统1的虚线为连接线路示意，连接红外热像仪2的双点划线为拍摄范围示意。

综上所述，本实用新型具有如下优点：

1、解决了对隧道不同渗漏缺陷进行实验观测的问题，可以得出各种渗漏缺陷形式对应的红外热像图，从而为实地测量中分析隧道的具体渗漏缺陷形式提供可靠的参考依据，填补了隧道渗漏的室内模拟实验研究领域空白；

2、所述回流管道54便于在调节水量时，使多余水量回流，在所述水泵44的泵水量恒定时，可以缓解泵水压力；

3、所述渗水回收装置7可以回收溢出的渗水，实现水资源循环利用，节约环保；

4、所述第一冷却单元31和所述第一加热单元32交叉、均匀分布于所述环境模拟室3，便于均匀控制环境温度；

5、所述第二冷却单元41和所述第二加热单元42交叉、均匀分布于所述储水槽4，便于均匀控制水温；

6、环境温度控制系统和水温控制系统可独立控制，便于实现环境温度和水温的独立控制操作，以更全面的模拟各种复杂的环境。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。