基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置及监测方法与流程

本发明涉及土石坝渗漏监测技术领域，具体涉及的是一种基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置及监测方法。

背景技术：

土石坝是目前水利工程建设工程中应用最为广泛的一种坝型，具有工程造价低、取材及施工方便等优点。但土石坝在建设及运行期间存在最大的病害就是渗漏，如渗漏不能被及时发现并处理，可能给人们的生命财产带来巨大的威胁。这就要求对土石坝渗漏进行监测，以便发现问题，及时处理。

土石坝渗漏监测传统的方法主要有巡视检查和渗流场监测两种方法，其中巡视检查难以实现实时动态监测，且人员投入大、效率相对低下；渗流场监测则需布设渗压计、测压管等监测仪器，监测以点为主，难以实现全覆盖，且仪器一旦损坏修复困难。为了解决以上问题，目前在土石坝渗漏监测方面开展的探索，主要是加强巡视检查、加密渗流场监测仪器的布置及观测频率，并提高监测仪器的使用寿命，仍未能从根本上解决土石坝渗漏的全覆盖实时监测难题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种可实现土石坝渗漏的全覆盖实时监测，且监测数据可靠、直观的基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置及监测方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置，包括温感成像终端和监测预警终端；所述温感成像终端包括温感成像仪、用于为温感成像仪供电的太阳能供电装置及用于将温感成像仪现场检测的温感影像传输至监测预警终端的信号收发装置；所述太阳能供电装置与温感成像仪相连；所述温感成像仪的输出端与信号收发装置的输入端相接；所述信号收发装置的输出端与监测预警终端的输入端相接。

采用上述基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置对土石坝的渗漏情况进行监测的方法，包括以下步骤：

1)在土石坝的背水面架设安装温感成像终端；

2)对步骤1)中安装好的温感成像终端进行调试；

3)采用步骤2)中调试好的温感成像终端监测土石坝坡面温度变化，并将土石坝坡面温度变化转化为温感影像变化；

4)采用监测预警终端接收步骤3)中的温感影像变化，当温感影像变化触发监测预警终端上设定预警阀值时，监测预警终端及时报警，实现土石坝渗漏情况的实时监测。

进一步地，所述步骤1)具体包括：在土石坝背水面下游选取通视条件好、基础稳定的位置架设温感成像仪，并使架设好的温感成像仪的可视范围覆盖整个土石坝背水面边坡；在温感成像仪附近选取日照条件好、基础稳定的位置架设太阳能供电装置；在温感成像仪附近选取信号良好、基础稳定的位置架设信号收发装置；将温感成像仪、太阳能供电装置及信号收发装置进行连接，组成温感成像终端。

进一步地，所述步骤2)具体包括：对温感成像仪的监测范围、成像效果、运行及信号收发装置的稳定性进行调试。

进一步地，所述步骤3)具体包括：采用温感成像仪实时监测土石坝背水坡面被监测区域的渗漏情况，将被监测区域的渗漏情况引起的温度变化转化为温感影像变化；通过温感成像仪的输出端将温感影像变化传输至信号收发装置的输入端；所述被监测区域的渗漏情况包括有无渗漏、渗漏范围变化及渗漏量变化。

进一步地，所述步骤4)中温感影像变化通过信号收发装置的输出端输入至监测预警终端的输入端。

进一步地，所述的温感成像仪将物体发出的热辐射转换成电信号，所述的电信号经信号处理程序处理得到热辐射分析结果，所述的热辐射分析结果图形化即可得到热辐射图像，所述的热辐射分析结果数字化即为物体热辐射数据。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明利用土石坝渗漏点与周边坡面存在温度差的特点，在土石坝背水面下游安装温感成像终端和监测预警终端，可及时对土石坝渗漏点的出现及发展情况进行预警及跟踪，并可实时传输土石坝渗漏所产生的温感影像，可有效避免由于巡视检查不到位及渗流场监测仪器布置不足(或损坏)而未及时发现坝体渗漏的情况，监测数据更为直观、可靠。

2、本发明选择合理的位置布置温感成像终端中的温感成像仪，可使温感成像仪的可视范围覆盖整个土石坝背水面边坡，从而实现土石坝渗漏的全覆盖实时监测。

附图说明

图1为本发明基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置的结构示意图。

图2为本发明中温感成像仪的具体实施图。

图中：温感成像终端1(其中：温感成像仪11、太阳能供电装置12、信号收发装置13)、监测预警终端2、土石坝3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参照图1-2所示：基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置，包括温感成像终端1和监测预警终端2；所述温感成像终端1包括温感成像仪11、用于为温感成像仪11供电的太阳能供电装置12及用于将温感成像仪11现场检测的温感影像传输至监测预警终端2的信号收发装置13；所述太阳能供电装置12与温感成像仪相连11；所述温感成像仪11的输出端与信号收发装置13的输入端相接；所述信号收发装置13的输出端与监测预警终端2的输入端相接。

采用上述基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置对土石坝的渗漏情况进行监测的方法，包括以下步骤：

1)在土石坝3的背水面架设安装温感成像终端1：在土石坝3的背水面下游选取通视条件好、基础稳定的位置架设温感成像仪11，并使架设好的温感成像仪11的可视范围覆盖整个土石坝3的背水面边坡；在温感成像仪11附近选取日照条件好、基础稳定的位置架设太阳能供电装置12；在温感成像仪11附近选取信号良好、基础稳定的位置架设信号收发装置13；将温感成像仪11、太阳能供电装置12及信号收发装置13进行连接，组成温感成像终端1；

2)对步骤1)中安装好的温感成像终端1进行调试：对温感成像仪11的监测范围、成像效果、运行及信号收发装置13的稳定性进行调试；

3)采用步骤2)中调试好的温感成像终端1监测土石坝3的坡面温度变化，并将土石坝3的坡面温度变化转化为温感影像变化：采用温感成像仪11实时监测土石坝3的背水坡面被监测区域有无渗漏、渗漏范围变化及渗漏量变化，将上述被监测区域的渗漏情况引起的温度变化转化为温感影像变化；通过温感成像仪11的输出端将温感影像变化传输至信号收发装置13的输入端；

4)采用监测预警终端2接收步骤3)中的温感影像变化，当温感影像变化触发监测预警终端2上设定的预警阀值时，监测预警终端2及时报警，实现土石坝3渗漏情况的实时监测，其中，温感影像变化通过信号收发装置13的输出端输入至监测预警终端2的输入端。

参照图2所示：温感成像仪11的工作原理如下：自然界温度高于绝对零度(-273.15c°)任何物体，均以热辐射的形式发射能量，所述的温感成像仪11将物体4发出的热辐射转换成电信号，所述的电信号经信号处理程序5处理得到热辐射分析结果6，所述的热辐射分析结果6图形化即可得到热辐射图像7，所述的热辐射分析结果6数字化即为物体热辐射数据8。

其他未详细描述的部分均属于现有技术。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于温感成像的土石坝渗漏实时监测装置及监测方法，属土石坝监测技术领域。本发明在土石坝背水面下游安装温感成像终端和监测预警终端，温感成像终端中的温感成像仪实时监测土石坝背水坡面被监测区域的渗漏情况，并将渗漏情况引起的温度变化转化为温感影像变化，然后，通过温感成像仪输出端传输至信号收发装置的输入端，信号收发装置的输出端再将温感影像输入至监测预警终端的输入端，实现土石坝渗漏情况的实时监测。本发明可实现土石坝渗漏的全覆盖实时监测，且监测数据可靠、直观。

技术研发人员：石伯勋;翁永红;郭艳阳;肖云华;郝文忠;王吉亮;曹去修;胡清义;王英奎;熊堃;李少林;郑迪
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司;长江三峡勘测研究院有限公司（武汉）
技术研发日：2017.09.13
技术公布日：2017.12.19