Устройство для контроля за состоянием грунтовой плотины

(5 4 Е 02 В 7/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Фиг. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23.05.87. Бюл. 1( 19 (71) Ворошиловградский филиал Научно-исследовательского института строительного производства и Харьковский отдел Всесоюзного научноисследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гиди ирогеологии Водгео(56) Авторское свидетельство СССР У 1000982, кл. С 01 7 5/Ю, 1981.(54 ) УСТРОЙСТВО ДХИ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ(57) Изобретение относится к строительству, в частности к возведениюгрунтовых плотин, Цель изобретения -повышение глубинности, информативности контроля и ресурса работы контрольно-измерительной. аппаратуры.В процессе возведения плотины в еетело устанавливают датчики 1,2. Регистрирующая аппаратура 6 принимаетсигналы от датчиков, излучаемые вгрунт 5, через обсадные трубы 3 и 4пьезометров. Для обеспечения длительной работы датчиков 1 и 2 от регистрирующей аппаратуры 6 в грунт 5 излучаются сигналы высокогб напряжения,заряжающие аккумуляторы датчиков, 1312Изобретение относится к строительству, в частности к возведениюгрунтовых плотин, и может быть использовано для осуществления контроля за их состоянием. 5Целью изобретения является повышение глубинности и информативностиконтроля за состоянием грунтовыхплотин и ресурса работы устройства.На фиг.1 приведена технологическая схема контроля; на фиг,2 - конструктивная схема закладного датчикаконтрольно-измерительной аппаратуры;на фиг.З - блок-схема закладногодатчика, на фиг.4 - электрическая 15схема проведения контроля с блок-схемой регистрирующей аппаратуры,Устройство контроля за состояниемгрунтовой плотины содержит датчики 1и 2 контрольно-измерительной аппаратуры и обсадные трубы 3 и 4, которыеустанавливаются в теле грунтовойплотины по мере ее возведения.Через грунт 5 по обсадным трубам3 и 4, выполняющим роль антенн, сиг 25налы датчиков 1 и 2 достигают регистрирующей аппаратуры 6. По обсаднымтрубам 3 и 4 также в грунтовый массив 5 передаются от аппаратуры б токи 7 высокого напряжения, служащие З 0для запитки источников питания датчиков 1 и 2.Устройство для контроля за состоянием грунтовой плотины содержит датчик (фиг.2), которьй состоит из корпуса 8, внутренний отсек 9 котороговыполнен герметичным. В противоположных стенках корпуса 8 выполненыгерметизированные отверстия 10, через которые выведены токоотводные 40шины 11. На концах токоотводы 11 оголены и разделены на отдельные жилы 12.Функционально датчик (фиг.З) состоит из токоотводов 11 сетевого 45фильтра 13, выпрямителя 14, ограничителя 15 тока, аккумулятора 16, порогового элемента 17, ключа 18, приемного фильтра 19, детектора-усилителя 20, управляющего триггера 21, 50счетчика 22, преобразователя 23 измеряемый параметр - частота, ключа24, накопителя 25, высоковольтногоисточника 26, измерительного преобразователя 27. 55Сетевой фильтр 13 соединен с токоотводами 11, с приемным фильтром 19 и выпрямителем 1.4, Выпрямитель 14 135 2соединен с фильтром 19 и с ограничителем 15 тока, который соединен с выпрямителем 14 и аккумулятором 16, соединенным с пороговым элементом 17, ключом 18, ограничителем 15 тока и детектором 20. Пороговый элемент 1 соединен с аккумулятором 6 и ключом 18, который соединен с выходом триггера. 21, аккумулятором 16, высоковольтным источником 26, счетчиком 22, преобразователем 23 измеряемый параметр - частота.Управляющий триггер 21 соединен выходом с ключом 18, входами - с пороговым элементом 17, детектором 20, установочным входом - со счетчиком 22, ключом 24.Детектор 20 соединен с триггером 21, приемным фильтром 19, ключом 18. Приемный фильтр 19 соединен с детектором 20 и токоотводами 11.Счетчик 22 соединен с преобразователем 23 измеряемый параметр - частота, управляющим триггером 21 и с ключами 24 и 18. Ключ 24 соединен с накопителем 25, счетчиком 22, одним из токоотводов 27, накопитель 25 - с высоковольтным источником 26 и ключом 24, высоковольтный источник 26 - с накопителем 25 и вторым иэ токоотводов 11.Приемопередающезаписывающая часть (фиг,4) состоит из двух электродов 3 и 4, введенных в грунт на глубину залегания закладного датчика 1, устройства 28 управления,коммутатора 29, генератора 30 питающего напряжения, генератора 31 частот опроса датчика, усилителя 32, измерителя 33 интервалов .времени, регистратора 34.Электроды 3 и 4 размещены в грунте 5 на глубину, соответствующую залеганию измерительного преобразователя 1, и соединены с коммутатором 29.Коммутатор 29 соединен с устройством 28 управления, с генераторами питающего напряжения 30 и частот опроса 31, а также с усилителем 32. Устройство 28 управления соединено с коммутатором 29, генератором 30 питающего напряжения, генератором 31 частот опроса, усилителем 32, измерителем 33 интервалов времени, регистратором 34. Генератор 30 питающего напряжения соединен с коммутатором 29 и устройством 28 управления, 1312135 4Генератор 31 частот опроса соединен с коммутатором 29 и устройством 28 управления. Усилитель32 соединен с устройством 28 управления, коммутатором 29, измерителем38 интервалов времени. Измеритель31 интервалов времени соединен с устройством управления, усилителем 32и регистратором 34. Регистратор соединен с устройством управления и 10измерителем интервалов времени.В качестве электродов могут использоваться обсадные трубы пьезометрических скважин.Контроль за состоянием грунтовой 15плотины осуществляется следующимобразом,В грунтовый массив 5, напримерпри отсыпке плотины, устанавливаютсяизмерительные преобразователи. При 20этом токоотводы 11 разводятся, а ихоголенная часть 12 разделяется начасти (веером). В тело плотины заглубляют электроды 3,4,например обсадные трубы пьезометрических скважин. Производят зарядку аккумулятора16 путем пропускания электрическоготока через цепь, состоящую из электродов 3 и 4 и грунта 5 в зоне расположения датчиков. При этом уст", 30ройство 28 управления подключает генератор 30 питающего напряжения через коммутатор 29 к электродам 3,4.Через грунт 5 начинает проходитьток 7, часть которого ответвляется 35через токоотводы 1 в датчик. Изолированная часть токоотводов защищаетустройство от шунтирования токоотводов на корпус 5 через близлежащийгрунт. Ответвленный в датчик ток токоотводами 11 заряжает аккумулятор16. При этом переменный ток промышленной частоты проходит через сетевой фильтр 13, выпрямитель 14; ограничитель 15 тока, необходимый для 45защиты аккумулятора 16 от чрезмерныхтоков зарядки, После зарядки аккумулятора 16 пороговый элемент 17, навход которого поступает сигнал о значении напряжения на аккумуляторе 16, 50определит степень зарядки аккумулятора 16 и, если она будет удовлетворительной, подает разрешающий сигнална вход управляющего триггера 21,Триггер 21 готов для приема второго 55управляющего сигнала от детектора 20.Из управляющего устройства 28 поступает сигнал на коммутатор 29, который отсоединяет электроды 3 и 4 отгенератора 30 питающего напряжения чподсоединяет их к генератору 31 частот опроса. Устройство подготовленок работе в режиме измерения,На датчик подается сигнал опроса,При этом часть тока 7, протекающегочерез грунт 5, ответвляется через токоотводы 11 и поступает на приемныйфильтр 19 н детектор 20, где фильтруется, усиливается и детектируется,Сигнал с детектора 20 поступает навторой управляющий вход триггера 21,который включается в состояние высокого уровня и включает клич 18. Ключ 18подает гитание на самые энергоемкие части закладн го датчика - преобразователь 23 измеряемый параметр - частота, счетчик 22, высоковольтный преобразователь 26, при этом счетчик автоматически на определенное время устанавливается в "О" и начинает счет частоты, поступающей от преобразователя 23 измеряемый параметр - частота.Сигнал с датчика о параметре грунта поступает на преобразователь 23 измеряемый параметр -частота, где преобразуется в частоту. Счетчик 22, заполняясь импульсами от преобразователя 23, преобразует частоту в интервал времени, соответствующий измеряемому параметру грунта, Как только счетчик 22 переполнится, сигнал о переполнении сбросит управляющий триггер 21 в "О" и выдает сигнал на включение ключа 24.За время, прошедшее после включения ключа 18, высоковольтный источник 26 заряжает накопитель 25, состоящий из конденсатора большей емкости, до высокого напряжения (около 600 В).Ключ 24 включится и накопитель 25 разрядится в грунт через токоотводы 11, тем самым, вызвав импульс напряжения на электродах 3,4. Этот импульс усиливается усилителем 32, Измеритель 33 интервалов времени(фиксирует разницу во времени между подачей тока от генератора 31 частот опроса в грунт 5, которая регистрируется регистратором 4.При закладке в грунт нескольких датчиков 1,2 связь с ними осуществляется на разных частотах. Очередной цикл опроса осуществляется следующим образом. Устройство 28 управле 312135ния имеет генератор 31 частот опроса и осуществляет опрос датчика 1или другого датчика 2 на другой частоте тока, пропускаемого через грунт5, измеряет следующий интервал времени и регистрирует регистратором34 и т.д.По показаниям регистратора 34определяются свойства грунта 5 в зоне расположения датчика 1, Например,при закладке в грунт датчика давления по показаниям регистратора 34определяют давление грунта,Используя в качестве датчиков 1,2 различные измерительные преобразователи (плотности, влажности, порогового давления и,т.д.), можно оценить все необходимые свойства грунта. По характеристикам этих свойствоценивается состояние грунтовой плотины. Таким образом, предлагаемое уст.ройство обеспечивает повышение глубинности бесконтактного контроля засчет использования канала грунтовых токов дляпередачи информации, информативности контроля за счет обеспечения измерения различных характеристик грунтового массива комплексом датчиков, а также требуемого ресурса работы датчиков за счет обеспечения 5 дистанционной подрязрядки источникових электропитания.Формула изобретения10 Устройство для контроля за состоянием грунтовой плотины, содержащееконтрольно-измерительный датчик сблоком питания, обсадную трубу скважин и регистрирующую аппаратуру,15 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения информативности,глубинности и ресурса работы контрольно-измерительной аппаратуры,датчик снабжен приемно-передающей20 антенной, блоком преобразования принимаемых электротоков в напряжениепитания датчика, регистрирующая аппаратура снабжена приемно-передающейантенной, источником высокого напряжения, скоммутированным с антенной,в качестве которой использованы обсадные трубы пьезометрических скважин,1312135 ФигЗ иг.4 тавитель Б.Кузьмихред Л.Олейник Корректор Г. Решетник: едактор Н.Гуньк 26 Тираж 607 ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и о 035, Москва, Ж, Раушска писно аказ 193 тета ССС ытии д. 4 а тная,роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул