堤壩管涌滲漏檢測原理

堤壩管涌滲漏檢測原理

堤壩管涌滲漏檢測儀該儀器以“流場法”和“偽隨機(jī)多頻信”為理論基礎(chǔ)，應(yīng)用了“流場法”查漏技術(shù)、強(qiáng)化異常流場的測量技術(shù)、電流密度場高分辨率快速檢測技術(shù)、電流密度多分量檢測技術(shù)、強(qiáng)抗干擾技術(shù)、普及型儀器等技術(shù)，通過特殊波形電流信的發(fā)送和接收作為技術(shù)核心。是土壩、石壩或混凝土壩等各種壩體本身和基礎(chǔ)的管涌滲漏探測的檢測儀器，能對堤壩管涌滲漏入水口進(jìn)行高度、高準(zhǔn)確度和快速探測，廣泛應(yīng)用于江河、水庫的堤壩防護(hù)、養(yǎng)護(hù)工程。為汛期緊急搶險和災(zāi)后治理提供決策依據(jù)。

一、堤壩管涌滲漏檢測原理方法儀器研發(fā)背景

1、  我國洪澇災(zāi)害發(fā)生頻繁，突發(fā)性強(qiáng)

 我國大部分地區(qū)受大陸季風(fēng)氣候影響，降雨時間集中，強(qiáng)度大。

 由于歷史原因和經(jīng)濟(jì)條件，我國防洪工程體系整體防洪標(biāo)準(zhǔn)低，修建時大部分就地取材，防洪強(qiáng)度不夠。

2、洪澇災(zāi)害對經(jīng)濟(jì)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境和社會危害大

3、管涌滲漏的危害

 洪災(zāi)的大危害是潰堤，導(dǎo)致潰堤的原因：管涌、裂縫、薄弱帶、空洞、蟻穴。

4、本產(chǎn)品可提高管涌檢測水平、減少洪災(zāi)損失

  現(xiàn)有管涌查找方法

  人工拉網(wǎng)式巡查：人力投入大，效率低，不容易及時發(fā)現(xiàn)和處理險情隱患。

  潛水員潛水檢查：速度慢，潛水員生命安全易受威脅。

  傳統(tǒng)物探方法：檢測速度慢，定位精度低，不能滿足汛期防洪要求。

管涌巡查速度快，可達(dá)0.5～1米/秒；定位精度高，定位誤差小于1米；抗干擾能力強(qiáng)，適  應(yīng)各種堤壩。

在非汛期，可建立堤壩隱患實(shí)時監(jiān)測，跟蹤堤壩隱患的發(fā)展，監(jiān)測結(jié)果可用于堤壩隱患的整治，充分提高防汛資金的使用效益。在汛期中能夠?qū)苡繚B漏進(jìn)行快速檢測，確定管涌的具**置和形狀，以便人們及時采取有效的處理措施，顯著降低抗洪搶險的投入，大大減輕人民生命財產(chǎn)的損失。

二、方法研發(fā)儀器的基本原理

滲漏都有水的流動，可發(fā)送一種特殊的電流場去模擬滲漏的水流場，從而直接查找滲漏部位。對處于靜水環(huán)境的壩，這種場就是滲漏水流場；在河流中，有河水正常流動和滲漏水流兩種流場，由于所加的電流場是與滲漏水流擬合，正常流場不起作用，故通過測量電流場可直接確定滲漏部位。

利用正常流場與異常流場的微弱差異，人工發(fā)送特殊的偽隨機(jī)電磁場以強(qiáng)化異常流場，并采用微分連續(xù)掃描檢測異常流場，采用微分測量，分辨率高。應(yīng)用偽隨機(jī)電磁場，抗干擾能力強(qiáng)。高精度傳感器對管涌、滲漏入水點(diǎn)探測，精度高。連續(xù)掃描觀測，探測速度快。用音樂監(jiān)聽或圖象顯示等方式查找滲漏部位，操作簡單，易于大面積推廣，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。

三、技術(shù)說明

1、產(chǎn)品以流場擬合法為理論基礎(chǔ)

流場擬合法該方法利用滲漏場與電流密度場的相關(guān)性，在堤壩兩側(cè)發(fā)送一種波形電流場，通過水流作為載體，模擬正常水流場和滲漏水流場，通過測定水中的電流密度分布反應(yīng)水流場情況，從而準(zhǔn)確確定滲漏部位或管涌進(jìn)水口。

2、應(yīng)用偽隨機(jī)編碼抗干擾技術(shù)

在汛期搶險和礦山滲漏探測中，測量環(huán)境復(fù)雜，干擾強(qiáng)度大，同時為保證安全，測量中不能使用高電壓、大電流發(fā)送信，因此測量信微弱。      

為有效解決測量過程遇到的上述問題，根據(jù)偽隨機(jī)信的特點(diǎn)，應(yīng)用的2n序列偽隨機(jī)編碼技術(shù)，從而使得異常識別能力和抗干擾能力更強(qiáng)，能更準(zhǔn)確的對滲漏口和滲漏通道進(jìn)行判斷。

3、近場源強(qiáng)化異常技術(shù)

4、技術(shù)報告

堤壩管涌滲漏檢測儀——在汛期惡劣條件下能快速、準(zhǔn)確探測管涌滲漏的儀器

堤壩管涌滲漏檢測儀今，堤壩管涌滲漏檢測方法經(jīng)歷了10年的發(fā)展歷程，目前3A是更新?lián)Q代新產(chǎn)品，根據(jù)專家意見和用戶使用意見于 年專門成立產(chǎn)品研發(fā)組織，對產(chǎn)品進(jìn)行升級改進(jìn)取得專家及用戶好評。

經(jīng)過模擬場試驗(yàn)和抗洪搶險實(shí)戰(zhàn)使用后，得出結(jié)論：

1. 抗干擾能力增強(qiáng)，儀器數(shù)據(jù)指示穩(wěn)定
2. 儀器增加了聲音報警功能，音響的聲音強(qiáng)弱會隨檢測到的管涌滲漏大小幅度而變化，為檢測人員捕獲異常信提供了方便
3. 外殼采用工程塑料，儀器工藝和外觀得到進(jìn)一步優(yōu)化
4. 電流和電壓的顯示采用液晶顯示模塊進(jìn)行數(shù)字化顯示
5. 發(fā)送機(jī)的電源系統(tǒng)外置，使得發(fā)送機(jī)系統(tǒng)維護(hù)更加簡單
6. DB-3A性能全面解決了老式儀器指針擺動不易讀數(shù)的問題，儀器電源的外置和報警裝置的增加使儀器在實(shí)際應(yīng)用操作中更加科學(xué)化。

堤壩管涌滲漏檢測方法主要技術(shù)參數(shù)：

發(fā)送機(jī)：

輸出頻率：輸出頻率穩(wěn)定度（7h內(nèi)漂移）優(yōu)于7×10^-4 ；

輸出電壓：高電壓幅值不小于90V（峰—峰值）；

發(fā)送電流：大電流不小于500mA  （峰—峰值）；

接收機(jī)：

中心頻率為f₀,3dB帶寬≤1/ f₀；

靈敏度優(yōu)于1.0×10^-4A/m²;

輸入阻抗>150kΩ；

連續(xù)工作時間>7h；

連續(xù)工作時間：

當(dāng)輸出電流為200mA（峰—峰值）時，連續(xù)工作時間>10h,

當(dāng)輸出電流為300mA（峰—峰值）時，連續(xù)工作時間>8 h,

當(dāng)輸出電流為400mA（峰—峰值）時，連續(xù)工作時間>5 h,

當(dāng)輸出電流為400mA-500mA（峰—峰值）時，連續(xù)工作時間>3 h,

溫度范圍：

工作溫度：-5℃-45℃

存儲溫度：-20℃-60℃