一种水利工程渗漏隐患光纤定位系统及定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水利工程渗漏隐患光纤定位系统及定位方法，属于水利工程安全监测与隐患探测领域。
【背景技术】
[0002]渗漏是大坝、堤防、水闸等水利工程服役过程中最常见隐患病变之一，其致因复杂、随机性强、监测难度大，特别对于土石堤坝工程，超过三分之一的破坏是由于渗漏及其衍生的各种问题所致，若不能及时发现并采取相应抢护措施，很有可能引发工程溃决的严重后果。大量工程实践表明，加强水利工程渗漏的实时、准确定位，对保障工程的安全可靠运行具有非常重要的意义。但目前渗漏定位用装置、仪器、技术等多借助点式传感器，漏检现象时有发生，且传统渗流传感器多存在体积大、引线多、亲和性差等不足。分布式光纤测渗技术在避免上述现象方面具有明显优势，但需借助人工热、电动力设备，且对传感光纤本身具有特殊要求，另受制于监测环境恶劣、布设条件艰苦等水利工程特点，极大增加了该项技术的监测成本、严重影响了其监测精度，阻碍和束缚了其工程实用化推广。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种水利工程渗漏隐患光纤定位系统及定位方法，以太阳能为测渗用热、电动力来源，对传感光纤无特殊要求，且布设灵活、移动方便，具有分布式、同步性等特点，可实现全时域温度场信息采集和渗漏隐患定位，在降低监测成本、提高监测精度及提升工程实用化能力等方面具有突出优势。
[0004]技术方案:为解决上述技术问题，本发明的一种水利工程渗漏隐患光纤定位系统，包括能量系统和监测系统。
[0005]所述能量系统包含移动装置、位于移动装置上方的T型连导台和位于T型连导台上的若干个载台，所述载台上设有太阳能电池板，太阳能电池板与蓄储持电器连接，蓄储持电器与设置在移动装置上的多角接口连接。
[0006]所述监测系统包括转连控调器、若干个电子测台和控温测台，所述转连控调器分别与位于待测区上方的通管硬管和通管软管连接，通管硬管和通管软管上均设有调控阀，在通管硬管上通过水压阀与若干个调水出口连接，调水出口通过旋转连环与分散调水口和集中调水口连接，所述通管软管的末端为多自由度端口；在待测区布设若干个温控槽孔，在温控槽孔中安装有测台桶，测台桶内从下向上依次设有若干个电子测台，在待测区表面温控槽孔的上方设有与电子测台连接的控温测台；在待测区内布设有横纵交错的电缆，电缆与测试仪器连接。
[0007]作为优选，所述移动装置包含储池箱、转轮和转环，所述储池箱设有转轮槽，转轮位于转轮槽内，转轮通过转环连杆与储池箱连接，转环连杆通过转环与储池箱连接，多角接口位于储池箱上。
[0008]作为优选，所述T型连导台内设有多级升降柱，多级升降柱安装在储池箱上。
[0009]作为优选，所述通管硬管有两根，通管软管位于两根通管硬管之间，通管软管和两根通管硬管呈山形状。
[0010]作为优选，所述测台桶从下向上依次设有三个电子测台，依次为第一电子测台、第二电子测台和第三电子测台，第一电子测台、第二电子测台和第三电子测台分别与第一控温测台、第二控温测台和第三控温测台连接。
[0011]作为优选，所述测台桶外表面布置有导热层。
[0012]作为优选，所述载台有三个，每个载台上均布置有太阳能电板，太阳能电板与水平的夹角分别为45°、0°和135°。
[0013]作为优选，电缆外套有加热网层和硬质护环。
[0014]—种如上述的水利工程渗漏隐患光纤定位系统的定位方法，包括以下步骤:
[0015]第一步，准备普通光缆，通过调整外带硬质护环的加热网层121的尺寸将普通光缆包装并埋置于待测区；
[0016]第二步，绕着转环转动转轮，待到达待测区后，拨动转环连杆将转轮布置于转轮槽中，调整多级升降柱的级数控制T型连导台的升降高度，打开45°、0°和135°三个角度方向的太阳能电池板，待蓄储持电器启动之前将转连控调器连接到多角接口处；
[0017]第三步，在待测区开设温控槽孔，将测台桶布设到温控槽孔中，连接控温导线，将三个控温测台连接到对应的电子测台当中，通过控温测台读取判断温控槽孔中不同高程上的电子测台的数值，即时记录并将其作为该时刻下渗流监测的参照对比值；
[0018]第四步，确定水压阀的个数，且将其布设于通管硬管的水平端面，基于测试需要，通过旋转连环将分散调水口或者集中调水口调整到调水出口处；
[0019]第五步，待渗流水体经过该区域的光缆时，加热网层处的温度开始发生变化，温控槽孔内的三个控温测台实时将温度结果反映出来，基于光缆解调系统所测取的结果在线绘制待测区的温度场，并利用三个控温测台数据对该温度场进行实时校正分析，绘制待测区的时程曲线，若某区域连续出现较大的数值变化，其即为渗漏隐患发生区域。
[0020]有益效果:本发明的一种水利工程渗漏隐患光纤定位系统，以太阳能为测渗用热、电动力来源，对传感光纤无特殊要求，且布设灵活、移动方便，有效弥补了传统监测技术及已有分布式光纤监测技术中的部分不足，提供了一种工程实用化能力强的水利工程渗漏隐患定位技术，本系统结构完整，可以实现流程化、自动化应用，在降低监测成本、提高监测精度及提升工程实用化能力等方面具有较大优势;本发明的水利工程渗漏隐患光纤定位系统的定位方法，通过光缆解调系统所测取的结果将待测区的温度场进行实时描绘，并借助于三个控温测台对其给予在线校正分析，绘制待测区的时程曲线，实现渗漏隐患的准确定位，操作简单;本发明设计了太阳能获取设备与渗流监测设备相搭配的体系，即不依靠人工发电设备，也不用特殊设计渗流监测用光纤，即可完成整个加热、降温、解调、分析的过程，极大提升了该技术在实际工程中的应用和推广能力。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的结构图；
[0022]图2为图1中移动装置的结构示意图；
[0023]图3为图1中测台桶的结构示意图；
[0024]图4为图3的1-1断面图；
[0025]图5为图1中调水出口断面图；
[0026]图6为加热网层及硬质护环结构图；
[0027]图7为图6的结构断面图；
[0028]其中:
[0029]100-转环，101-转轮，102-转环连杆，103-转轮槽，104-多角接口，105-外通线，106-蓄储持电器，107-储池箱，108-多级升降柱，109-通导线，I1-T型连导台，111-第一固定载台，112-第一太阳能电池板，113-第三太阳能电池板，114-第三固定载台，115-第二太阳能电池板，116-第二固定载台，117-旋转连环，118-分散调水口，119-调水出口，120-集中调水口，121-加热网层，122-硬质护环，123-测台桶，124-导热层，125-第三电子测台，126-第二电子测台，127-第一电子测台，128-控温导线，129-第一控温测台，130-第二控温测台，131-第三控温测台，132-转连控调器，133-山形通管，134-调控阀，135-通管硬管，136-通管软管，137-多自由度端口，138-温控槽孔，139-水压阀，140-待测区
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0031]如图1至图7所示，本发明的一种水利工程渗漏隐患光纤定位系统，包括能量系统和监测系统;所述能量系统包含移动装置、位于移动装置上方的T型连导台110和位于T型连导台100上的若干个载台，所述载台上设有太阳能电池板，太阳能电池板与蓄储持电器106连接，蓄储持电器106与设置在移动装置上的多角接口 104连接;所述监测系统包括转连控调器132、三个电子测台和三个控温测台，所述转连控调器132分别与位于待测区上方的通管硬管135和通管软管136连接，通管硬管135和通管软管136上均设有调控阀134，在通管硬管135上通过水压阀139与若干个调水出口 119连接，调水出口 119通过旋转连环117与分散调水口 118和集中调水口 120连接，所述通管软管136的末端为多自由度端口 137，由于该端口具有多向性多自由度的特点，且通管为软管，因此其可以实现多位置的集中渗流;在待测区布设若干个温控槽孔138，在温控槽孔138中安装有测台桶123，测台桶123外表面布置有导热层124，测台桶123内从下向上依次设有三个电子测台，分别为第三电子测台125、第二电子测台126和第一电子测台127，在待测区表面温控槽孔138的上方设有与第三电子测台125、第二电子测台126和第一电子测台127连接第三控温测台131、第二控温测台130和第一控温测台129;在待测区内布设有横纵交错的电缆，电缆外套有加热网层121和硬质护环122，电缆与测试仪器连接。为更好地将各型号尺寸的光缆均可应用于渗漏监测中，以减少成本损耗，设计了一种包含加热网层121和硬质护环122结构的部件，该部件的硬质护环122主要是防止加热网层121的漏电及保护内部结构，可以调节加热网层121尺寸将光缆有效地安置于其中，形成一个待测热源。
[0032]在本发明中，所述移动装置包含储池箱107、转轮101和转环100，所述储池箱107设有转轮槽103，转轮101位于转轮槽103内，转轮101通过转环连杆102与储池箱107连接，转环连杆102通过转环100与储池箱107连接，多角接口 104位于储池箱107上。所述T型连导台内设有多级升降柱108，多级升降柱108安装在储池箱107上。
[0033]在本发明中，所述通管硬管135有两根，通管软管136位于两根通管硬管135之间，通管软管136和两根通管硬管135呈山形状。所述测台桶123从下向上依次设有三个电子测台，依次为第一电子测台127、第二电子测台126和第三电子测台125，第一电子测台127、第二电子测台126和第三电子测台125分别与第一控温测台129、第二控温测台130和第三控温测台131连接。
[0034]在本发明中，所述载台有三个，分别为第一固定载台111、第二固定载台116和第三固定载台114，每个载台上均布置有太阳能电板，太阳能电板与水平