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原文传递基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构及方法

专利名称：	基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构及方法
摘要：	本发明提供了一种基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构及方法，结构包括静水压力传感器、总水压力传感器、高速光纤光栅解调仪，静水压力传感器、总水压力传感器分别通过光纤尾缆与高速光纤光栅解调仪连接；静水压力传感器安装在隧洞空腔内，安装方向垂直于水流方向，静水压力传感器通过卡箍和紧固件固定在空腔底部，空腔顶部自内向外设置有土丁布和网状钢罩；总水压力传感器安装在支架上，位于静水压力传感器上方，总水压力传感器透水石正对上游水流方向。本发明使用2支不同朝向，不同高度布置的FBG水压传感器，对总水头进行流速水头校正，消除了边界层、平板扰流等因素的影响，提高了传感器的监测精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	水利部南京水利水文自动化研究所
发明人：	张俊杰;李家群;李东;李代茂;黄建明;杨建喜;黄井武;王建学;周克明;徐海峰;徐兰玉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910461514.X
公开号：	CN110485388A
代理机构：	南京众联专利代理有限公司
代理人：	叶涓涓
分类号：	E02B9/00(2006.01);E;E02;E02B;E02B9
申请人地址：	210000 江苏省南京市雨花台区铁心桥街95号
主权项：	1.基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：包括静水压力传感器、总水压力传感器、高速光纤光栅解调仪，静水压力传感器、总水压力传感器分别通过光纤尾缆与高速光纤光栅解调仪连接；所述静水压力传感器安装在隧洞空腔内，安装方向垂直于水流方向，静水压力传感器通过卡箍和紧固件固定在空腔底部，空腔顶部自内向外设置有土丁布和网状钢罩；所述总水压力传感器安装在支架上，位于静水压力传感器上方，总水压力传感器透水石正对上游水流方向。 2.根据权利要求1所述的基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：所述总水压力传感器位于静水压力传感器上方50cm处。 3.根据权利要求1所述的基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：所述总水压力传感器透水石一端伸出支架边缘2～3cm。 4.根据权利要求1所述的基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：所述光纤尾缆穿入水位测管后与高速光纤光栅解调仪连接。 5.根据权利要求1所述的基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：所述光纤尾缆通过FC/APC接头接入光纤光栅解调仪。 6.根据权利要求1所述的基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：所述水压力传感器为FBG水压力传感器。 7.根据权利要求1所述的基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：所述隧洞空腔位于集渣坑下游。 8.根据权利要求1所述的基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：所述网状钢罩为密目网钢罩。 9.根据权利要求1所述的基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测结构，其特征在于：所述支架的侧面及顶面具有通孔。 10.基于流速水头校正的水工隧洞动态水压监测方法，其特征在于：包括如下步骤： 1.根据引水隧洞阀井高度，选取适当长度的光纤尾缆接入FBG水压传感器； 2.将2支FBG水压传感器通过水位测管放入隧洞阀井中，静水压力传感器安装在集渣坑下游预留或临时开凿的空腔内，安装方向垂直于水流方向，并用卡箍、膨胀螺丝固定； 3.空腔上方使用密目网钢罩覆盖保护，在空腔和密目网钢罩中间铺盖土工布，钢罩使用膨胀螺丝固定在隧道底板； 4.总水压力传感器安装在钢支架上，钢支架高出静水压力传感器50cm，传感器使用卡箍和螺栓螺母固定； 5.为使总水压力传感器获得隧洞内的真实流速水头，传感器透水石一端伸出支架边缘2～3cm，正对上游水流方向，并在钢支架的侧面及顶面镂空开孔； 6.将光纤尾缆观测端的FC/APC接头接入光纤光栅解调仪，自动进行波长解调和物理量换算； 7.解调仪内置的GPRS/CDMA模块将数据通过无线的方式上传至服务器，移动端或PC端访问服务器获取实时监测数据和成果； 8.采用以下公式对系统总水压中流速水头进行校正：
所属类别：	发明专利