CN203069158U - 一种基于传感器的高坝变形快速定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，包括无线传感器网络、控制装置、中央控制器，所述无线传感器网络包括至少一组无线传感器，一组无线传感器包括信号发射传感器和信号接收传感器，分别固定于所述高坝内部的钢筋上，所述信号发射传感器和信号接收传感器通过电缆与设置于所述高坝上方的控制装置连接；所述控制装置与所述中央控制器连接，接收所述中央处理器发送的控制信号，将控制信号传送至所述信号接收传感器，同时，接收所述信号发射传感器发射的超声波信号，将超声波信号传递至所述中央处理器。本实用新型采用了无线传感器和外部控制系统实现了检测的连续性，比一般单点测量的范围大，实现检测的及时性和准确性，并且成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高坝变形定位系统，具体涉及一种基于传感器的高坝变形三维快速定位系统。
背景技术
高坝变形的定位是安全管理的重要手段，目前采用比较多的是点位移法、GPS定位装置、红外线等无线定位装置。点位移法采用多点位移计，单点测量，测量范围有限，且实时反馈的效果不显著；GPS定位装置也是单点测量，精度有限且成本高；现在发展较迅速的无线定位系统多基于红外线、超宽带或Wi-Fi，这些技术在高坝变形定位方面的应用还有待进一步的研究。
超声波检测法是变形检测的传统方法，且现在的应用范围越来越广，超声测试技术的趋向由定性的判断缺陷的有无而发展为对缺陷的位置、大小、形状、性质进行定量判断，并且利用各种成像技术直接显示缺陷的二维、三维图像。无线传感器网络的发展也使得简单化、低功耗、控制强的无线传感器的实现成为可能。
高坝的性能维护是施工完成后的重要工作，如果能对坝体内部变形实现实时监控，提早做好预防工作，将更好的实现坝体性能维护，减少意外的发生从而减少生命和财产损失。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种实时检测、减少意外发生和生命财产损失的基于传感器的高坝变形快速定位系统。
技术方案：本实用新型所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，包括无线传感器网络、控制装置、中央控制器，所述无线传感器网络包括至少一组无线传感器，一组无线传感器包括信号发射传感器和信号接收传感器，分别固定于所述高坝内部的钢筋上，所述信号发射传感器和信号接收传感器通过电缆与设置于所述高坝上方的控制装置连接；所述控制装置与所述中央控制器连接，接收所述中央处理器发送的控制信号，将控制信号传送至所述信号接收传感器，同时，接收所述信号发射传感器发射的超声波信号，将超声波信号传递至所述中央处理器。
所述一组无线传感器的信号发射传感器和信号接收传感器处于同一直线上。
3组无线传感器形成一个无线传感器单元，所述一个无线传感器单元的3组无线传感器分别设置于不在同一平面上且相互垂直的三条钢筋上。
所述信号发射传感器和信号接收传感器为超声波探头。
所述控制装置与所述中央控制器之间通过有线网络和/或无线网络连接。
所述系统还包括显示器，所述显示器与所述中央处理器连接，将中央处理器处理的超声波信号进行显示。
所述控制装置包括电源，所述电源为蓄电池或太阳能电源。
所述系统还包括无线发射器、信号接收器和数字处理服务器，所述无线发射器与所述中央处理器连接，将所述中央处理器内的超声波信号的波形数据传送至所述信号接收器，所述信号接收器接收所述波形数据并将所述波形数据传送至所述数字处理服务器，所述数字处理服务器对接收的波形数据进行处理，确定超声波信号的畸变程度和位置。
所述无线发射器与所述信号接收器之间通过GSM、CDMA或3G网络连通。
有益效果：本实用新型所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，采用了无线传感器和外部控制系统实现了检测的连续性，检测范围为每对传感器之间的宽度，比一般单点测量的范围大；控制系统周期性地发射和采集信号实现信号读取和储存，最后输入数据计算服务器，实现检测的及时性和准确性；另外，传感器的一致性使得同一控制设备可用于不同位置的检测，成本较低。
附图说明
图1为本实用新型所述的基于传感器的高坝变形快速定位系统的结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：本实用新型一种基于传感器的高坝变形三维快速定位系统，其结构示意图如图1所示，包括无线传感器网络、控制装置2、中央控制器4，无线发射器6、信号接收器7和数字处理服务器8。
无线传感器网络形成一个检测网络，包括至少一个无线传感器单元，每个无线传感器单元包括3组无线传感器3，每组无线传感器3包括一个信号发射器和一个信号接收器。所述信号发射传感器和信号接收传感器为超声波探头，分别固定于高坝内部的钢筋上，每个无线传感器单元的3组无线传感器3设置于不在同一平面上且相互垂直的三条钢筋上，为使接收到的信号最强，即最能反映坝体内部的情况，布置时使信号发射器和信号接收器处于同一直线上。
控制装置2与中央处理器4组成局域网监控系统。控制装置2设置于高坝上，通过电缆与无线传感器3连接，控制装置2与中央控制器4通过有线网络或者无线网络连接，本实施例中，控制装置2与中央控制器4通过无线网络连接。中央处理器4发送指令信号到控制装置2，控制装置2控制无线传感器3进行信号采集，无线传感器3发送超声波信号至控制装置2，控制装置2将超声波信号传送至中央处理器4，中央处理器4通过与其连接的显示器，将超声波信号的数据和图像进行显示。
控制装置2包括开关和电源，开关打开时，控制装置2进行工作，开关闭合时，控制装置2关闭。电源为大容量的蓄电池或太阳能电源，为控制装置2提供稳定的电源。
无线发射器6与中央处理器4连接，将中央处理器4内的超声波信号的波形数据传送至所述信号接收器7，信号接收器7接收波形数据并将所述波形数据传送至数字处理服务器8，数字处理服务器8对接收的波形数据进行处理，确定超声波信号的畸变程度和位置。无线发射器与信号接收器之间通过GSM、CDMA或3G网络连通。
本实用新型提供的一种基于传感器的高坝变形三维快速定位系统工作时，中央处理器4发送指令信号到控制装置2，控制装置2控制无线传感器3进行信号采集，无线传感器3发送超声波信号至控制装置2，控制装置2将超声波信号传送至中央处理器4，中央处理器4通过与其连接的显示器，将超声波信号的数据和图像进行显示。中央处理器4中的信息可以直接通过笔记本电脑5周期性地从中央控制器4中浏览和下载，也可以传送至无线发射器6，并经过信号接收器7传送至数字处理服务器8，数字处理服务器8对接收的波形数据进行处理，确定超声波信号的畸变程度和位置，由于无线传感器网络使传感器的位置成为已知，从而实现对坝体内部是否发生变形或变形多少的检测，达到变形定位的目的，并且传感器的空间布置形式实现三维的变形定位。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (9)
1.一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，包括无线传感器网络、控制装置（2）、中央控制器（4），所述无线传感器网络包括至少一组无线传感器（3），一组无线传感器（3）包括信号发射传感器和信号接收传感器，分别固定于所述高坝内部的钢筋上，所述信号发射传感器和信号接收传感器通过电缆与设置于所述高坝上方的控制装置（2）连接；所述控制装置（2）与所述中央控制器（4）连接，接收所述中央处理器（4）发送的控制信号，将控制信号传送至所述信号接收传感器，同时，接收所述信号发射传感器发射的超声波信号，将超声波信号传递至所述中央处理器（4）。
2.根据权利要求1所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，所述一组无线传感器（3）的信号发射传感器和信号接收传感器处于同一直线上。
3.根据权利要求1所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，3组无线传感器（3）形成一个无线传感器单元，所述一个无线传感器单元的3组无线传感器（3）分别设置于不在同一平面上且相互垂直的三条钢筋上。
4.根据权利要求1所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，所述信号发射传感器和信号接收传感器为超声波探头。
5.根据权利要求1所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，所述控制装置（2）与所述中央控制器（4）之间通过有线网络和/或无线网络连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，所述系统还包括显示器，所述显示器与所述中央处理器（4）连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，所述控制装置（2）包括电源，所述电源为蓄电池或太阳能电源。
8.根据权利要求1所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，所述系统还包括无线发射器（6）、信号接收器（7）和数字处理服务器（8），所述无线发射器（6）与所述中央处理器（4）连接，将所述中央处理器（4）内的超声波信号的波形数据传送至所述信号接收器（7），所述信号接收器（7）接收所述波形数据并将所述波形数据传送至所述数字处理服务器（8），所述数字处理服务器（8）对接收的波形数据进行处理，确定超声波信号的畸变程度和位置。
9.根据权利要求8所述的一种基于传感器的高坝变形快速定位系统，其特征在于，所述无线发射器（6）与所述信号接收器（7）之间通过GSM、CDMA或3G网络连通。
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