堤壩管涌滲漏檢測原理
堤壩管涌滲漏檢測原理
堤壩管涌滲漏檢測儀該儀器以“流場法”和“偽隨機多頻信”為理論基礎，應用了“流場法”查漏技術、強化異常流場的測量技術、電流密度場高分辨率快速檢測技術、電流密度多分量檢測技術、強抗干擾技術、普及型儀器等技術，通過特殊波形電流信的發(fā)送和接收作為技術核心。是土壩、石壩或混凝土壩等各種壩體本身和基礎的管涌滲漏探測的檢測儀器，能對堤壩管涌滲漏入水口進行高度、高準確度和快速探測，廣泛應用于江河、水庫的堤壩防護、養(yǎng)護工程。為汛期緊急搶險和災后治理提供決策依據。
一、堤壩管涌滲漏檢測原理方法儀器研發(fā)背景
1、 我國洪澇災害發(fā)生頻繁，突發(fā)性強
我國大部分地區(qū)受大陸季風氣候影響，降雨時間集中，強度大。
由于歷史原因和經濟條件，我國防洪工程體系整體防洪標準低，修建時大部分就地取材，防洪強度不夠。
2、洪澇災害對經濟建設、生態(tài)環(huán)境和社會危害大
3、管涌滲漏的危害
洪災的大危害是潰堤，導致潰堤的原因：管涌、裂縫、薄弱帶、空洞、蟻穴。
4、本產品可提高管涌檢測水平、減少洪災損失
現有管涌查找方法
人工拉網式巡查：人力投入大，效率低，不容易及時發(fā)現和處理險情隱患。
潛水員潛水檢查：速度慢，潛水員生命安全易受威脅。
傳統物探方法：檢測速度慢，定位精度低，不能滿足汛期防洪要求。
管涌巡查速度快，可達0.5～1米/秒；定位精度高，定位誤差小于1米；抗干擾能力強，適 應各種堤壩。
在非汛期，可建立堤壩隱患實時監(jiān)測，跟蹤堤壩隱患的發(fā)展，監(jiān)測結果可用于堤壩隱患的整治，充分提高防汛資金的使用效益。在汛期中能夠對管涌滲漏進行快速檢測，確定管涌的具**置和形狀，以便人們及時采取有效的處理措施，顯著降低抗洪搶險的投入，大大減輕人民生命財產的損失。
二、方法研發(fā)儀器的基本原理
滲漏都有水的流動，可發(fā)送一種特殊的電流場去模擬滲漏的水流場，從而直接查找滲漏部位。對處于靜水環(huán)境的壩，這種場就是滲漏水流場；在河流中，有河水正常流動和滲漏水流兩種流場，由于所加的電流場是與滲漏水流擬合，正常流場不起作用，故通過測量電流場可直接確定滲漏部位。
利用正常流場與異常流場的微弱差異，人工發(fā)送特殊的偽隨機電磁場以強化異常流場，并采用微分連續(xù)掃描檢測異常流場，采用微分測量，分辨率高。應用偽隨機電磁場，抗干擾能力強。高精度傳感器對管涌、滲漏入水點探測，精度高。連續(xù)掃描觀測，探測速度快。用音樂監(jiān)聽或圖象顯示等方式查找滲漏部位，操作簡單，易于大面積推廣，環(huán)境適應能力強。
三、技術說明
1、產品以流場擬合法為理論基礎
流場擬合法該方法利用滲漏場與電流密度場的相關性，在堤壩兩側發(fā)送一種波形電流場，通過水流作為載體，模擬正常水流場和滲漏水流場，通過測定水中的電流密度分布反應水流場情況，從而準確確定滲漏部位或管涌進水口。
2、應用偽隨機編碼抗干擾技術
在汛期搶險和礦山滲漏探測中，測量環(huán)境復雜，干擾強度大，同時為保證安全，測量中不能使用高電壓、大電流發(fā)送信，因此測量信微弱。
為有效解決測量過程遇到的上述問題，根據偽隨機信的特點，應用的2n序列偽隨機編碼技術，從而使得異常識別能力和抗干擾能力更強，能更準確的對滲漏口和滲漏通道進行判斷。
3、近場源強化異常技術
4、技術報告
堤壩管涌滲漏檢測儀——在汛期惡劣條件下能快速、準確探測管涌滲漏的儀器
堤壩管涌滲漏檢測儀今，堤壩管涌滲漏檢測方法經歷了10年的發(fā)展歷程，目前3A是更新換代新產品，根據專家意見和用戶使用意見于 年專門成立產品研發(fā)組織，對產品進行升級改進取得專家及用戶好評。
經過模擬場試驗和抗洪搶險實戰(zhàn)使用后，得出結論：
- 抗干擾能力增強，儀器數據指示穩(wěn)定
- 儀器增加了聲音報警功能，音響的聲音強弱會隨檢測到的管涌滲漏大小幅度而變化，為檢測人員捕獲異常信提供了方便
- 外殼采用工程塑料，儀器工藝和外觀得到進一步優(yōu)化
- 電流和電壓的顯示采用液晶顯示模塊進行數字化顯示
- 發(fā)送機的電源系統外置，使得發(fā)送機系統維護更加簡單
- DB-3A性能全面解決了老式儀器指針擺動不易讀數的問題，儀器電源的外置和報警裝置的增加使儀器在實際應用操作中更加科學化。
堤壩管涌滲漏檢測方法主要技術參數：
發(fā)送機：
輸出頻率：輸出頻率穩(wěn)定度（7h內漂移）優(yōu)于7×10-4 ；
輸出電壓：高電壓幅值不小于90V（峰—峰值）；
發(fā)送電流：大電流不小于500mA （峰—峰值）；
接收機：
中心頻率為f0,3dB帶寬≤1/ f0；
靈敏度優(yōu)于1.0×10-4A/m2;
輸入阻抗>150kΩ；
連續(xù)工作時間>7h；
連續(xù)工作時間：
當輸出電流為200mA（峰—峰值）時，連續(xù)工作時間>10h,
當輸出電流為300mA（峰—峰值）時，連續(xù)工作時間>8 h,
當輸出電流為400mA（峰—峰值）時，連續(xù)工作時間>5 h,
當輸出電流為400mA-500mA（峰—峰值）時，連續(xù)工作時間>3 h,
溫度范圍：
工作溫度：-5℃-45℃
存儲溫度：-20℃-60℃
