本發(fā)明屬于水電站大壩安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種水電站大壩滲流量采集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)已建大壩共計(jì)10萬(wàn)余座，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境的發(fā)展發(fā)揮著重要作用?。大壩在正常運(yùn)行時(shí)可能會(huì)發(fā)生變形、滲漏等破壞，嚴(yán)重的還會(huì)威脅到壩區(qū)下游人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全。通過(guò)大壩安全監(jiān)測(cè)，掌握大壩運(yùn)行性態(tài)，指導(dǎo)施工和運(yùn)行，反饋設(shè)計(jì)，降低大壩風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)大壩安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。?由于大壩所處的環(huán)境和外界條件的不斷變化，其穩(wěn)定性和安全性都需要不斷的監(jiān)測(cè)和評(píng)估。其中，滲流量觀測(cè)是大壩安全監(jiān)測(cè)的重要手段之一，滲流量是指在水壓力作用下，通過(guò)土或混凝土結(jié)構(gòu)中與滲透水流方向垂直的橫斷面的水量，滲流量觀測(cè)對(duì)于大壩的安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。通過(guò)滲流量觀測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理滲漏和變形等問(wèn)題，避免其對(duì)大壩的安全穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。大型水電站大壩基礎(chǔ)滲流量監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)數(shù)量多達(dá)上千個(gè)，要求滲流量測(cè)量具有連續(xù)性和時(shí)效性，現(xiàn)有技術(shù)通常通過(guò)人工使用量杯計(jì)量壩體滲流量，由人工手寫記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，由人工使用量杯計(jì)量水電站壩體滲流量工作效率低下，人工手寫記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行保存經(jīng)常會(huì)造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或缺失。同時(shí)，測(cè)量精度常與觀測(cè)人員精神狀態(tài)相關(guān)，連續(xù)性的高勞動(dòng)強(qiáng)度易造成測(cè)量人員疲勞，測(cè)量精度難以得到保障；因此，需要設(shè)計(jì)一種水電站大壩滲流量采集系統(tǒng)及方法來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水電站大壩滲流量采集系統(tǒng)及方法，該方法旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中人工測(cè)量壩體滲流量工作效率低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)各測(cè)點(diǎn)同步監(jiān)測(cè)，不能及時(shí)監(jiān)測(cè)到大壩滲流量變化趨勢(shì)的問(wèn)題，具有能夠?qū)崿F(xiàn)大壩滲流量自動(dòng)化監(jiān)測(cè),從而方便大壩管理人員掌握大壩滲流狀態(tài)，及時(shí)監(jiān)測(cè)到大壩滲流量變化趨勢(shì)的特點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種水電站大壩滲流量采集系統(tǒng)，包括儲(chǔ)存裝置，儲(chǔ)存裝置設(shè)置在滲流監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用于儲(chǔ)存滲流液體；儲(chǔ)存裝置底部設(shè)置有稱重傳感器，稱重傳感器輸出端通過(guò)ad轉(zhuǎn)化板電路與采集控制板電性連接，稱重傳感器用于檢測(cè)儲(chǔ)存裝置內(nèi)滲流液體的重量電信號(hào)，并將電信號(hào)發(fā)送至采集控制板；采集控制板包括mcu芯片；ad轉(zhuǎn)化板電路將重量電信號(hào)轉(zhuǎn)化為重量數(shù)據(jù)信號(hào)并發(fā)送至mcu芯片，mcu芯片基于重量數(shù)據(jù)信號(hào)計(jì)算儲(chǔ)存裝置內(nèi)存儲(chǔ)的滲流量體積；

4、采集控制板的輸出端與區(qū)域基站通訊連接，區(qū)域基站與服務(wù)器通訊連接，區(qū)域基站將滲流量體積數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存與中轉(zhuǎn)；服務(wù)器記錄各儲(chǔ)存裝置內(nèi)存儲(chǔ)的滲流量體積與變化數(shù)值。

5、優(yōu)選地，ad轉(zhuǎn)化板電路包括ad轉(zhuǎn)換電路和rs232通訊電路，ad轉(zhuǎn)換電路的輸入端j1的4腳s+連接r1電阻，5腳s-連接r2電阻，r1電阻連接電容c7和c9，r2電阻連接電容c9和c10，c7和c9電容一端接地，另外一端分別接ua1芯片ads1231的7腳ainp和8腳ainn；ua1芯片ads1230的14腳pdwn接u3芯片swm181的第36腳，15腳sclk接u3芯片swm181的第37腳，16腳dout接u3芯片swm181的第38腳。

6、優(yōu)選地，rs232通訊電路接口端子p1的第1腳接地，第2腳rs232_rx接u5芯片sp232的第13腳r1in，第3腳rs232_tx接u5芯片sp232的第14腳t1out，第4腳接電壓+5v；u5芯片第12腳r1out接u3芯片swm181的第5腳，第11腳t1in接u3芯片swm181的第4腳。

7、優(yōu)選地，采集控制板中包含有can通訊電路、rs232通訊電路和電機(jī)控制電路，can通訊電路接口端子j1的第1腳接電壓+12v，第2腳canh接電阻r6，第3腳canl接電阻r8，第4腳接地；電阻r6一端接電容c16、防靜電芯片d7和tvs管d9，另外一端接tvs管d10以及u3芯片sn65hvd230dr的第7腳，電阻r8一端接電容c17、防靜電芯片d7和tvs管d11，另外一端接tvs管d10、u3芯片sn65hvd230dr的第6腳，u3芯片sn65hvd230dr的第1腳接u4芯片swm32ret6的第64腳，第4腳接u4芯片swm32ret6的第1腳，電容c16和c17接地。

8、優(yōu)選地，rs232通訊電路接口端子p1的第1腳接地，第2腳rs232_rx接u5芯片sp232的第13腳r1in，第3腳rs232_tx接u5芯片sp232的第14腳t1out，第4腳接電壓+5v。u5芯片第12腳r1out接u4芯片swm32ret6的第14腳，第11腳t1in接u4芯片swm32ret6的第13腳。

9、優(yōu)選地，電機(jī)控制電路接口端子cn2的第1腳接繼電器k3的第5腳，第2腳接繼電器k2的第5腳，繼電器k3的第1腳接電源+5v，第2腳接u5芯片uln2003的第14腳，第3腳接地，第4腳接電源+12v；繼電器k2的第1腳接電源+5v，第2腳接u5芯片uln2003的第15腳，第3腳接電源+12v，第4腳接地，u5芯片uln2003的第2腳接u4芯片swm32ret6的第56腳，第3腳接u4芯片swm32ret6的第55腳。

10、優(yōu)選地，區(qū)域基站電路包含can通訊電路、繼電器控制通訊電路和以太網(wǎng)電路，can通訊電路接口端子cn17的第1腳接電壓+12v，第2腳canl接電阻r135，第3腳canh接電阻r134，第4腳接地；

11、電阻r134一端接電容c184和防靜電芯片d31，另外一端接u3芯片sn65hvd230dr的第7腳，電阻r135一端接電容c185和防靜電芯片d31，另外一端接u3芯片sn65hvd230dr的第6腳，u3芯片sn65hvd230dr的第1腳接u4芯片swm32ret6的第64腳，第4腳接u4芯片swm32ret6的第1腳，電容c184和c185接地。

12、優(yōu)選地，繼電器控制電路接口端子cn1、cn2、cn3、cn4、cn5、cn6、cn7和cn8的第1腳接繼電器k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8的第5腳，cn1、cn2、cn3、cn4的第2腳接繼電器k1、k2、k3、k4的第4腳，cn5、cn6、cn7和cn8的第2腳接繼電器k5、k6、k7、k8的第3腳，cn5、cn6、cn7和cn8的第3腳接繼電器k5、k6、k7、k8的第4腳，繼電器k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8的第1腳接電源+5v，第2腳接u1芯片uln2803的第11-18腳、u1芯片的第1-8腳接u2芯片hc595的第1-7腳和15腳，u2芯片的第11腳接u4芯片swm32ret6的第57腳、第12腳接u4芯片的第56腳、第14腳接u4芯片的第55腳。

13、優(yōu)選地，以太網(wǎng)電路的接口u8的第5腳接u4芯片swm32ret6的第22腳，第6腳接u4芯片的第23腳，第10腳接電阻r11和電容c23，第11腳接發(fā)光二極管d2，第13腳接發(fā)光二極管d7，第15腳接電源+3.3v和電容c7，第16腳接地；電容c23和c7另外一端接地；電阻r11另外一端接電源+3.3v，發(fā)光二極管d2接電阻r35，發(fā)光二極管d7接電阻r10，電阻r35和r10的另外一端接電源+3.3v。

14、優(yōu)選地，上述一種水電站大壩滲流量采集方法，包括以下步驟：

15、稱重傳感器檢測(cè)儲(chǔ)存裝置內(nèi)滲流量的重量電信號(hào)，并將電信號(hào)發(fā)送至采集控制板；

16、采集控制板中配置有mcu芯片，通過(guò)mcu芯片基于重量數(shù)據(jù)信號(hào)計(jì)算儲(chǔ)存裝置內(nèi)存儲(chǔ)的滲流量的體積；

17、采集控制板將滲流量的體積數(shù)據(jù)發(fā)送至區(qū)域基站，所述區(qū)域基站對(duì)滲流量的體積數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存并中轉(zhuǎn)；

18、服務(wù)器記錄儲(chǔ)存裝置內(nèi)存儲(chǔ)的滲流量與變化數(shù)值。

19、進(jìn)一步地，采集控制板的輸出端口通過(guò)can?bus網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與區(qū)域基站連接。

20、本發(fā)明的有益效果如下：

21、本發(fā)明通過(guò)在滲流監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置儲(chǔ)存裝置，儲(chǔ)存裝置內(nèi)配置有傳感器，傳感器的輸出端通過(guò)ad轉(zhuǎn)換板電路與采集控制板電性連接，傳感器將電信號(hào)發(fā)送至采集控制板；采集控制板中配置有mcu芯片；ad轉(zhuǎn)換板電路將重量電信號(hào)轉(zhuǎn)化為重量數(shù)據(jù)信號(hào)并發(fā)送至mcu芯片，mcu芯片基于重量數(shù)據(jù)信號(hào)計(jì)算儲(chǔ)存裝置內(nèi)存儲(chǔ)的滲水體積；采集控制板的輸出端與區(qū)域基站通訊連接，區(qū)域基站與服務(wù)器連接，區(qū)域基站將滲流量數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存與中轉(zhuǎn)；服務(wù)器記錄各儲(chǔ)存裝置內(nèi)存儲(chǔ)的滲流量與變化數(shù)值；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了大壩滲流量自動(dòng)化采集,從而方便管理人員掌握大壩滲流狀態(tài),并通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)指導(dǎo)相關(guān)管理人員對(duì)大壩滲流狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并采取相應(yīng)的處理措施。