混凝土重力坝温度监测系统由监测传感器、监测站及采集服务器等组成,采用分布式结构。采集服务器接收来自监测站的数据,采集服务器的作用是对各个监测站进行管理和控制、接受采集的信息、评估安全状况。 葛南实业

方案介绍

      混凝土重力坝温度监测系统
1 概述

      大坝的投资大、效益高、在国民经济发展中起着举足轻重的作用,与人民的生活也息息相关。一个庞大的水库,一旦失事,造成人民生命财产的损失是巨大的。所以大坝的安全显得尤为重要。及时准确掌握大体积混凝土重力坝温度变化是温控防裂工作的基础,也是温控防裂工作的一部分。传统的方法已经无法满足及时准确地要求,需要用更精准的技术监测混凝土重力坝的坝体温度。

2混凝土重力坝温度监测系统

       混凝土重力坝温度监测系统由监测传感器、监测站及采集服务器等组成,采用分布式结构。采集服务器接收来自监测站的数据,采集服务器的作用是对各个监测站进行管理和控制、接受采集的信息、评估安全状况。

     监测站由多台MCU-32型分布式模块化自动测量单元组成,测量单元的组成由:振弦测量模块GDA1102、模块有16个通道,可接入8支振弦传感器和8支温度计;通信模块(GPRS);数据采集系统软件V1.6,RT-1型温度计等。

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3监测内容

3.1坝体温度

      坝体的温度分布对分析坝体应力、变形等有重要意义。在坝体内埋设传感器,以监测运行中的温度。

3.2 RT-1电阻温度计

      RT-1型电阻温度计适用于长期埋设在水工结构物或其它岩土工程结构物内或表面,测量结构物内部或表面的温度。用MCU-32型分步式摸块化自动测量单元测量,读数直接显示为摄氏温度值。电阻温度计不锈钢结构,8×60mm的小巧体积,坚固耐用,直接埋设在混凝土中不需要任何保护。

3结构及工作原理 

3.1结构 

     RT-1型电阻温度计由感温元件、不锈钢护管、观测电缆等部件组成。 

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3.2工作原理 

     RT-1型电阻温度计其内部有精密电阻感温元件,可直接测出埋设点的电阻值随温度的变化量,通过观测电缆传输至采集装置,经处理显示出实时测量的摄氏温度值。 

4 自动化测量系统

4.1MCU-32型分布式模块化自动化测量单元

      MCU-32型分布式摸块化自动测量单元适用于单台或多台组网自动采集各类传感器的测量数据,能适应工程现场气候环境下正常工作,并具有防水、防雷、抗干扰等能力。自动测量单元有分布式网络化测量、自动间隔测量、单次测量、连续测量、定时测量、定次测量、测量数据存贮、计算机通讯、越限报警、测量数据管理、测量图表输出、附设人工比测等功能。

     MCU-32具有灵活的采集数据处理方式,可以工作在自报方式、召测方式、单机存贮方式等多种方式的组合,内置4M字节存贮器可以存贮传感器满接时单点7000次采集数据。

4.2主控器

      主控器用于MCU-32各功能现场控制,主控器与各测量模块之间以内部485总线联系。内嵌有2400×1600的高清点阵液晶显示器,汉字显示采集信息、状态信息以及设置菜单,即便没有说明书也可以通过液晶屏的提示菜单来设定每个模块的各项参数,以及查看测量结果,并方便调试安装。自动打开的背光使得在夜间或光线较暗的房间仍可以正常操作。

      每台MCU-32有四个测量模块槽,用户可根据传感器类型任意定制模块组合,模块不需要进行任何设置,即插即用,系统自动识别模块类型及插座地址。四个模块任意拆卸、组合,由上到下依次为模块四到模块一。

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4.3主要技术指标 

    a) 外形尺寸:400×300×185 mm

    b) 工作电源:220V交流电或16.5V太阳能供电

    c) 整机功耗:测量<500mA(与内置模块类型有关),待机<5mA(省电模式)

    d) 显示屏:2400×1600高点阵LCD

    e) 传输距离:约1000米(485传输),其它传输方式由外置传输设备决定

    f) 波特率:9600bps(RS485)或1200bps(无线数传电台),波特率可调

    g) 工作温湿度:温度-30°C ~+70°C,相对湿度90%

    h) 存贮数据:约7000×32条

    i) 数据保持时间:>10年

    j) 接入传感器:32支/台

    k) 组网数量:64台

    l) 整机设计寿命:>10年

      每台MCU-32为摸块化组合,由四个任意组合的测量摸块﹑主控与通讯模块,电源模块,接线端口组成。开放式结构,摸块化组合,每台MCU-32型可插入4块采集模块。模块类型有GDA1102振弦式模块、GDA1103电阻式模块、GDA1701水位模块、GDA1104电压模块、GDA1105智能测量模块等。MCU-32有多种数据传输方式:RS485传输、TCP/IP网络传输、无线数传电台传输、光缆传输、电话网络传输、公共移动网传输(GPRS/CDMA)等。

5 测量模块

5.1 GDA1102振弦测量模块

      GDA1102型振弦式数据测量模块适用于自动采集振弦式传感器信号,其测量精度高、功能齐全、抗干扰能力强、适应长期运行,同时可设定各类振弦式传感器的温度电阻基值并采集。模块有金属外壳,可有效防护电磁干扰。模块上有12个工作状态指示灯,同时显示电源、测量、收信、发信、各通路的工作状态。模块与主板为即插即拔式设计,系统自动识别模块类型及插座地址。

      GDA1102H型数据采集模块有通道扩展切换功能,可将8路频率测量通道扩展至16路。

6通信

       监测系统所采用的通信方式有有线和无线两大类,其中有线方式有现场总线(RS485)、光纤,无线方式有无线短波(数传电台、无线网桥)与移动GPRS通信等。现场的MCU配备GPRS通信模块与上位机之间通过无线方式传递数据,结构优点是设备在现场布置灵活,施工周期短。
6.1 GPRS无线通信

        GPRS通信网络的优点是支持GPRS终端设备永久在线,因此典型的GPRS DTU在设计上都支持永久在线功能,这就要求DTU包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线(当长时间没有数据通信时,移动网关将断开DTU与监测站的连接,心跳包就是DTU与数据中心在连接被断开之前发送一个小数据包,以保持连接不被断开)、支持断线自动重连、自动重拨号等特点。同时GPRS通信可实现远距离实时监测,减少施工成本及日后维护的工作量。

7数据采集系统软件

      V1.6采集软件,采集方式多样化,包括可指定时采集:定采集时间、采集间隔、采集次数的定时采集,可被动接收设备自动上报的数据,可选点测量或多点巡测等。实时采集:用户可随时指定MCU进行数据采集、采集次数、保存至数据库。离线采集:定离线采集时间间隔、开始采集时间、采集次数,而后采集软件读取MCU存储的数据,数据显示直观化,对各种传感器采集到的数据按各自原理公式算出物理量,按测点、时间排序显示采集到的数据,将采集到的数据及时绘制成便于观察的数据图线。越限数据报警,当采集到的数据计算出的物理量超过设置的报警值时会采用多种报警方法提示观测人员,包括文字闪烁、播放报警音和手机短信通知等。

数据。

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        能管理众多的串口、协议和路由,胜任复杂的分布式测量通信系统的数据采集、传输和管理,并具有充分的可拓展性。可将若干个工程的安全监测信息集中在一起,这些工程既可具有一定程度的地域性,也可相隔在全不同的区域。

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      可定制的表格包括监测结果的年、季、月、旬、周、日等各种周期报表,表格风格随意多样,能适应任意复杂的格式,表格中数据的定义丰富齐全,包括普通测值、条件测值和各种特征值在内的几乎所有的报表需要的数据都能轻松获得。庞杂繁多的系统资源构成信息和监测数据可以方便地备份和恢复,既能保障系统的可靠与安全,又使系统的建立、维护和扩充更加方便。

  1) 系统具备巡测和选测功能;

  2) 系统操作功能,在监测管理站的采集计算机工作站上实现监测、操作、输入/输出、显示打印、报告现在测值状态、调用历史数据;修改系统配置、进行系统测试和系统维护。

  3) 系统具备数据通信包括数据采集装置与监测管理站采集计算机之间的双向数据通信。

  4)  除自动采集数据外,该系统还具有人工输入数据功能,能方便的输入为实施自动化监测的测点或因系统故障而用人工补测的数据。

  5) 具有24小时不间断运行的在线监测功能。

  6) 工程安全监测所涉及到各种仪器过程图线,采集软件可绘制仪器采集数据的过程曲线图,每次绘图时调用可自动生成与该设置风格完全一致的图表。软件附加了导出Excel电子表格,方便用户出具报表和绘制适应于贵公司的过程线图。

 7) 能管理众多的串口、协议和路由,胜任复杂的分布式测量通信系统的数据采集、传输和管理,并具有充分的可拓展性。可将若干个工程的安全监测信息集中在一起,这些工程既可具有一定程度的地域性,也可相隔在全不同的区域。

可定制的表格包括监测结果的年、季、月、旬、周、日等各种周期报表,通过提供的固定算法和用户自定义算法,能实现各种不同的监测成果计算。

8 数据管理手机客户端

     数据管理手机客户端软件是依托微信公众号平台开发,Android、iOS、Windows系统的智能手机均可运行。软件主要功能有:实时数据查询、历史数据查询、历史曲线浏览、测点分布查询、传感器资料查询、实时同步报警等功能,手机客户端软件操作简单、实时查询、安全快捷。

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操作步骤:

  1) 进入微信-通讯录-新朋友-搜索“葛南实业”,点击“关注”;

  2) 进入葛南实业微信公众号-“我的工程”,填写“工程名”和“邀请码”绑定。

主要功能:

  1) 实时数据:每只传感器最新的测量数据;

  2) 历史数据:选择-仪器类型、设计编号、时间,查询测量值;

  3) 历史曲线:选择-仪器类型、设计编号、时间,查询过程线;

  4) 测点分布:在工程图上,点击传感器安装部位,查询“历史数据”“历史曲线”“测点资料”。

  5) 传感器资料:查询传感器的设计编号、想箱号、点号、模块类型、仪器名称。


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