专利名称：电磁波式集渣坑堆渣量监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种引水隧洞内集渣坑(或称集石坑)堆渣量的监测装置，特别 是一种基于电磁波信号探测的堆渣高度监测仪器，主要适用于水利水电工程中。
背景技术：
水利水电工程中的长引水隧洞，根据沿线地质条件，可采用混凝土衬砌、钢衬、喷 锚、不衬砌等永久支护型式。在长期运行中，受内水压力及水流冲刷的影响，隧洞可能出现 底板淘刷破坏、围岩松动掉块、混凝土喷层剥落等现象，在泥沙含量较大的河段，进水口上 游来水可能携带一定量的砂石。在水流推力作用下，渣石可能最终被冲入水轮机内，成为设 备运行的安全隐患。为避免此类事故危害，常在引水隧洞末端或中间适当位置设置集渣坑， 沉积、拦截石渣，保护水轮机的安全，集渣坑内的堆渣情况同时亦能反映出引水隧洞上游的 运行状态。对采用长引水隧洞的水电站，堆渣量测定工作是运行过程中的重要环节，是确定 隧洞放空、检修清理时间的关键依据。通过定期对集渣坑堆渣量的监测，了解堆渣发展过 程，根据设计要求和实际情况，可在达到临界堆积高度前，选择适当的时机进行放空检查和 清渣，即保护了机组安全，又能最大限度减少不必要的停机，确保经济效益。然而，在国内外 有关文献中，关于集渣坑堆渣量监测装置的报道，仅限于采用钢筋计的堆石称重栏，例如渔 子溪电站。但由于钢筋计实测精度较低、砂石堆积方式和容重估算偏差较大、设备安装较复 杂等原因，效果不明显。目前工程中仍无完善的、准确的堆渣量监测装置，加上实际运行过 程中存在较多不确定因素，因此仍有待作进一步研究。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种结构简单、安装 方便的电磁波式集渣坑堆渣量监测装置，不受水流形态、内水压力、堆渣砂石级配容重等因 素影响，且无需依赖任何经验或预测曲线，能够直观准确的判定堆渣高度，以达到合理安排 停机清理时间，确保机组安全运行和经济效益的目的。本实用新型所采用的技术方案是电磁波式集渣坑堆渣量监测装置，其特征在于 包括布置在集渣坑内的两个电磁波发射装置和一个电磁波接收装置。其中一个发射装置安 装在集渣坑的侧壁处，另一个安装在集渣坑尾部；电磁波接收装置布置在集渣坑坑壁顶部。所述电磁波发射装置包括垂直固定在集渣坑底部的保护套管，其内部同轴安装内 套筒，内套筒上安装一组与电磁波接收装置相匹配的电磁波发射器，该组电磁波发射器竖 向一字排列。相邻两个电磁波发射器之间的距离为0. 4m，其中位于底部的电磁波发射器到集渣 坑底部的距离为0. 3m，位于顶部的电磁波发射器到集渣坑底部的距离小于集渣坑的深度。所述保护套管为圆柱形，其直径为0. 5m。本实用新型的有益效果是在集渣坑内特定位置和特定高程布置两个电磁波发射装置和一个电磁波接收装置，当坑内堆渣量增加，位于某些高程的发射装置的信号，会由于 淤积物的阻挡无法传至接收装置，依此可以准确判定集渣坑内的堆渣高度，而无需依赖任 何经验或预测曲线，大大提高了检测的准确性，可在达到临界堆积高度前，选择适当的时机 进行放空检查和清渣，既保护了机组安全，又能最大限度减少不必要的停机，确保了经济效果。

图1是本实用新型平面布置图。图2是本实用图1的A-A向剖视图。图3是本实用新型中电磁波发射装置的结构图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例主要应用于长引水隧洞中，它包括布置在集渣坑1(本 例中，集渣坑为长方体形，长20m、宽7m、深2m)内的两个电磁波发射装置2和一个电磁波接 收装置3，在实际应用中，电磁波发射装置2外接脉冲器，用于控制电磁波发射装置2定时发 送电磁波，电磁波接收装置3外接指示器，可以直观的表示出哪些电磁波发射装置2发出的 电磁波被阻挡，从而判定集渣坑1内的堆渣量。本例中，电磁波接收装置3安装在集渣坑1 右侧壁(顺水流方向看)中央顶部，两个电磁波发射装置2则分别布置在集渣坑1左侧壁 中间和尾部中间。如图3所示，所述电磁波发射装置2包括垂直固定在集渣坑1底部的圆柱形保 护套管2-1，其长度为1. 7m,直径为0. 5m,保护套管2_1内部同轴安装内套筒2_2，内套筒 2-2上安装四个与电磁波接收装置3相匹配的电磁波发射器2-3，该组电磁波发射器2-3竖 向一字排列，四个电磁波发射器2-3到集渣坑1底部的垂直距离分别为0. 3m、0. 7m、l. lm、 1. 5m(电磁波发射器最高程为1. 5m，低于集渣坑深度，使得工作人员可在集渣坑内渣石达 到临界堆积高度前，有充分的时间来准备清渣，以确保机组安全)。保护套管2-1和内套筒 2-2均为网格状，使得电磁波发射器2-3发射的电磁波能够穿过栅格被电磁波接收装置3接 收。本实施例的工作原理是各电磁波发射装置2内的电磁波发射器2-3在外接脉冲 器的作用下，定时发出特定频率和功率的电磁波，电磁波接收装置3接收电磁波，并通过外 接的指示器，直观的表示出哪些电磁波发射装置2发出的电磁波被阻挡，若电磁波接收装 置3能够接收到所有电磁波发射器2-3发出的电磁波，则表示集渣坑1内堆渣量比较少(低 于0. 3m)，甚至是没有渣石；当集渣坑1内的堆渣量达到一定高度后，位于下部某些电磁波 发射器2-3的信号，会由于淤积物的阻挡无法传至电磁波接收装置3，依此可以依据电磁波 被挡的电磁波发射器2-3所在高程推断此时集渣坑1内的堆渣高度；当电磁波接收装置3 接收不到任何电磁波信号时，说明集渣坑1内的堆渣量已超过1. 5m,此时需要对集渣坑1进 行放空检查和清渣，以保护机组安全。对特定的工程，电磁波发射装置2和电磁波接收装置3可互换位置。
权利要求1.一种电磁波式集渣坑堆渣量监测装置，其特征在于包括布置在集渣坑(1)内的两 个电磁波发射装置(2)和一个电磁波接收装置(3)，其中一个发射装置(2)安装在集渣坑 (1)的侧壁处，另一个安装在集渣坑(1)尾部；电磁波接收装置(3)则布置在集渣坑(1)坑 壁顶部。
2.根据权利要求1所述的电磁波式集渣坑堆渣量监测装置，其特征在于所述电磁波 发射装置(2)包括垂直固定在集渣坑(1)底部的保护套管(2-1)，其内部同轴安装内套筒 (2-2)，内套筒(2-2)安装一组与电磁波接收装置(3)相匹配的电磁波发射器(2-3)，该组电 磁波发射器(2-3)竖向一字排列。
3.根据权利要求2所述的电磁波式集渣坑堆渣量监测装置，其特征在于相邻两个电 磁波发射器(2-3)之间的距离为0.4m，其中位于底部的电磁波发射器(2-3)到集渣坑(1) 底部的距离为0. 3m，位于顶部的电磁波发射器(2-3)到集渣坑(1)底部的距离小于集渣坑 (1)的深度。
4.根据权利要求2所述的电磁波式集渣坑堆渣量监测装置，其特征在于所述保护套 管(2-1)为圆柱形，其直径为0. 5m。
专利摘要本实用新型涉及一种电磁波式集渣坑堆渣量监测装置。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安装方便的电磁波式集渣坑堆渣量监测装置，不受水流形态、内水压力、堆渣砂石级配容重等因素影响，且无需依赖任何经验或预测曲线，能够直观准确的判定堆渣高度，以达到合理安排停机清理时间，确保机组安全运行和经济效益的目的。解决该问题的技术方案是电磁波式集渣坑堆渣量监测装置，其特征在于包括布置在集渣坑内的两个电磁波发射装置和一个电磁波接收装置。其中一个发射装置安装在集渣坑的侧壁处，另一个安装在集渣坑尾部；电磁波接收装置布置在集渣坑坑壁顶部。本实用新型主要适用于水利水电工程中。
文档编号G01V3/12GK201787937SQ20102053628
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者崔何亮, 王玉洁, 郑晓红 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院, 国家电力监管委员会大坝安全监察中心