1.本发明涉及液压坝技术领域，尤其涉及一种坝面变形监测报警系统。
背景技术：
2.液压坝是指液压混凝土升降坝，是水利科技比较简易的活动坝技术。它广泛应用于农业灌溉、渔业、船闸、海水挡潮、城市河道景观工程和小水电站等建设。
3.现有的液压坝在开启后，其坝体表面阻挡水时，水的压力对其坝体的表面造成应力伤害，在长时间使用下因无法提前发现坝体的损伤，造成设备安全运行的缺陷及故障隐患，对液压坝的运行安全无法控制，无法提取进行预警，所以需要一种坝面变形监测报警系统。
技术实现要素：
4.基于现有的液压坝在开启后，其坝体表面阻挡水时，水的压力对其坝体的表面造成应力伤害，在长时间使用下因无法提前发现坝体的损伤，造成设备安全运行的缺陷及故障隐患，对液压坝的运行安全无法控制，无法提取进行预警的技术问题，本发明提出了一种坝面变形监测报警系统。
5.本发明提出的一种坝面变形监测报警系统，包括液压坝以及用于网络控制所述液压坝的监测报警系统，所述液压坝包括坝体、液压缸和安装底座构成，所述坝体的底部和所述安装底座的上方均设置有密封机构，所述密封机构实现所述坝体在所述液压缸伸缩驱动下摆动密封的动作。
6.所述监测报警系统包括多个所述液压坝监测系统及5g通讯基站、云端和后台服务器。
7.所述监测报警系统对其所在的所述液压坝的坝体表面应力实时在线安全监测。
8.所述5g通讯基站将多个所述液压坝的应力监测数据传输至所述云端，之后传输至所述后台服务器的内部进行储存、搜索以及查看动作。
9.优选地，所述液压坝监测系统由传感器、无线通讯模块、电源模块、无线数据采集模块、电量检测模块、报警模块和控制器，所述控制器通过所述无线通讯模块与所述5g通讯基站电性连接，所述传感器、电源模块、无线数据采集模块、电量检测模块、报警模块均与所述控制器电性连接，所述无线数据采集模块选用lrk-dz622a型号。
10.优选地，所述传感器选用yb20表贴士应变计，所述电量检测模块实时检测所述电源模块的电量，当所述电量检测模块检测所述电源模块电量过低，利用所述控制器控制所述报警模块报警提醒动作，在其所述液压坝的岸边还设置采集箱，采集箱内置一体机。
11.优选地，所述密封机构包括铰接轴，所述安装底座的表面呈u型形状，所述安装底座的u型两端分别通过轴承与所述铰接轴的两端转动连接，所述安装底座的u型内底壁固定安装有密封垫，所述密封垫的上方呈圆弧形状，多个所述坝体均在所述铰接轴的表面线性排列分布。
12.优选地，所述坝体的底部固定安装有转接管，多个所述转接管的内壁均与所述铰接轴的圆弧表面转动连接，所述铰接轴的圆弧表面还转动连接有密封管，多个所述密封管均在所述铰接轴的表面线性排列分布，所述密封管的两端分别与两个所述转接管的一侧相挤压，所述密封管的材质选用橡胶，多个所述转接管的圆弧表面均与所述密封垫的上方相挤压。
13.优选地，所述坝体的一端顶部固定安装有防护箱，所述无线通讯模块、电源模块、无线数据采集模块、电量检测模块、报警模块和控制器均安装在所述防护箱的内部，所述坝体的一侧表面预埋有连接板，所述连接板的表面焊接有螺杆，所述传感器插接在螺杆上，通过锁紧螺母进行安装。
14.优选地，所述液压缸的底端固定安装有第一转座，所述第一转座的两端均固定安装有第一销轴，所述第一销轴的两端均通过轴承转动连接有第一铰接座，所述第一铰接座的底部安装在地面上，所述液压缸的伸缩轴顶端固定安装有第二转座，所述第二转座的两端均固定安装有第二销轴，所述第二销轴的两端均通过轴承转动连接有第二铰接座，所述第二铰接座的一侧表面与所述坝体的一侧表面固定安装。
15.优选地，其中所述坝体一侧表面的四个所述传感器，两个所述传感器分别位于两个所述第二铰接座的一侧，另两个所述传感器位于坝体的中部，且呈上下分布。
16.优选地，所述安装底座的一侧固定安装有防水穿线管，所述防水穿线管的表面固定安装有软性硅胶管，所述软性硅胶管的一端固定安装有分流管，所述分流管的表面固定安装有防护管，所述分流管的一侧表面和多个所述防护管的表面均与所述坝体的表面固定安装，多个所述防护管内部的电源线均通过防水接头与所述传感器电性连接，所述分流管的顶端贯穿并延伸至所述防护箱的内部。
17.优选地，所述无线数据采集模块和所述传感器测得应力计的频率，从而换算出坝体的应力，计算公式如下：
[0018][0019]
式中：
[0020]nc-坝体应力(kn)；
[0021]ect-坝体的弹性模量(kn/mm2)；
[0022]ac
、a
t-坝体截面面积(mm2)；
[0023]
a-支撑截面积(mm2)；
[0024]
σ
t-应变计平均应力(kn/mm2)；
[0025]kjε-应变计常数(10-6
/hz2)；
[0026]fji-应变计测量自振频率(hz)；
[0027]fj0-应变计测量自振频率(hz)。
[0028]
本发明中的有益效果为：
[0029]
本装置实时在线安全监测，通过传感器信息采集技术和数据计算分析技术，实现自动采集液压坝的应力数据，提前发现影响设备安全运行的缺陷及故障隐患，并通过信息传输与发布，提供预警、报警，确保液压坝的运行安全，对每扇液压坝闸门的坝体进行应力监测，并对坝体的结构强度进行评估；利用传感器和无线数据采集模块采集在通过无线通
讯至后台服务器和岸边采集箱内，采集箱内置一体机，一体机利用水坝控制房内的电源供电。一体机配有数据展示屏，能储存实时监测数据，实时查看坝体应力变化，能自动评定故障等级，对于超过警戒值的监测点能发出故障声光报警信号。
附图说明
[0030]
图1为一种坝面变形监测报警系统的结构示意图；
[0031]
图2为一种坝面变形监测报警系统的液压坝结构立体图；
[0032]
图3为一种坝面变形监测报警系统的密封管结构立体图；
[0033]
图4为一种坝面变形监测报警系统的密封垫结构立体图；
[0034]
图5为一种坝面变形监测报警系统的分流管结构立体图；
[0035]
图6为一种坝面变形监测报警系统的液压坝监测系统框图；
[0036]
图7为一种坝面变形监测报警系统的监测报警系统框图。
[0037]
图中：1、液压坝；101、坝体；102、液压缸；103、安装底座；2、监测报警系统；3、密封机构；31、铰接轴；32、密封垫；33、转接管；34、密封管；4、液压坝监测系统；41、传感器；42、无线通讯模块；43、电源模块；44、无线数据采集模块；45、电量检测模块；46、报警模块；47、控制器；48、采集箱；5、5g通讯基站；6、云端；7、后台服务器；8、防护箱；9、连接板；10、螺杆；11、第一转座；12、第一销轴；13、第一铰接座；14、第二转座；15、第二销轴；16、第二铰接座；17、防水穿线管；18、软性硅胶管；19、分流管；20、防护管。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0039]
参照图1-图7，一种坝面变形监测报警系统，包括液压坝1以及用于网络控制液压坝1的监测报警系统2，液压坝1包括坝体101、液压缸102和安装底座103构成，坝体101的底部和安装底座103的上方均设置有密封机构3。
[0040]
为了实现坝体101在液压缸102伸缩驱动下摆动密封的动作；设置密封机构3包括铰接轴31，安装底座103的表面呈u型形状，安装底座103的u型两端分别通过轴承与铰接轴31的两端转动连接，安装底座103的u型内底壁固定安装有密封垫32，密封垫32的上方呈圆弧形状，多个坝体101均在铰接轴31的表面线性排列分布。
[0041]
具体这样实施的，通过在安装底座103上方设置密封垫32，使其多个坝体101均安装在密封垫32的上方挤压密封垫32密封操作。
[0042]
为了坝体101转动调节中密封操作，设置坝体101的底部固定安装有转接管33，多个转接管33的内壁均与铰接轴31的圆弧表面转动连接，铰接轴31的圆弧表面还转动连接有密封管34，多个密封管34均在铰接轴31的表面线性排列分布，密封管34的两端分别与两个转接管33的一侧相挤压，密封管34的材质选用橡胶，多个转接管33的圆弧表面均与密封垫32的上方相挤压。
[0043]
具体这样实施的，坝体101在转动调节时以铰接轴31的轴心为圆心进行转动，从而带动坝体101下方的转接管33转动，因转接管33的圆弧表面挤压下方的密封垫32，同时坝体101的底部挤压密封管34，进行使其多个坝体101的底部均呈密封状态，当坝体101转动中还
继续挤压密封垫32和密封管34，进而起到转动密封的效果。
[0044]
为了坝体101开启后其表面应力实时监测，设置监测报警系统2包括多个液压坝监测系统4及5g通讯基站5、云端6和后台服务器7；液压坝监测系统4由传感器41、无线通讯模块42、电源模块43、无线数据采集模块44、电量检测模块45、报警模块46和控制器47，控制器47通过无线通讯模块42与5g通讯基站5电性连接，传感器41、电源模块43、无线数据采集模块44、电量检测模块45、报警模块46均与控制器47电性连接，无线数据采集模块44选用lrk-dz622a型号。
[0045]
具体的，利用坝体101表面的多个传感器41实时监测坝体101表面的应力，检测的数据传到到无线数据采集模块44采集，然后由无线通讯模块42利用5g通讯基站5使其传输到云端6，之后传输至后台服务器7的内部进行储存、搜索以及查看动作，操作中通过电源模块43进行供电操作，当电源模块43的电量过低需要更换时，在电量检测模块45检测到驱动报警模块46报警提醒更换的效果。
[0046]
传感器41选用yb20表贴士应变计，电量检测模块45实时检测电源模块43的电量，当电量检测模块45检测电源模块43电量过低，利用控制器47控制报警模块46报警提醒动作，在其液压坝1的岸边还设置采集箱48，采集箱48内置一体机，一体机利用水坝控制房内的电源供电，一体机配有数据展示屏，能储存实时监测数据，实时查看坝体101应力变化，能自动评定故障等级，对于超过警戒值的监测点能发出故障声光报警信号。
[0047]
为了检测元器件安装在坝体101的表面还进行防护设置，坝体101的一端顶部固定安装有防护箱8，无线通讯模块42、电源模块43、无线数据采集模块44、电量检测模块45、报警模块46和控制器47均安装在防护箱8的内部，坝体101的一侧表面预埋有连接板9，连接板9的表面焊接有螺杆10，传感器41插接在螺杆10上，通过锁紧螺母进行安装。
[0048]
具体这样实施的，在其坝体101的一端顶部安装防护箱8，控制安装的元器件在防护箱8的内部安装连接，进而利用防护箱8进行防护操作，以及在制作坝体101时使其内部预埋连接件，便于在安装传感器41时安装操作方便，通过锁紧螺母旋转进行安装传感器41与坝体101接触进行实时监测。
[0049]
为了液压坝1便于安装驱动坝体101调节运动，设置液压缸102的底端固定安装有第一转座11，第一转座11的两端均固定安装有第一销轴12，第一销轴12的两端均通过轴承转动连接有第一铰接座13，第一铰接座13的底部安装在地面上，液压缸102的伸缩轴顶端固定安装有第二转座14，第二转座14的两端均固定安装有第二销轴15，第二销轴15的两端均通过轴承转动连接有第二铰接座16，第二铰接座16的一侧表面与坝体101的一侧表面固定安装。
[0050]
具体这样实施的，在液压缸102的顶端和底端均设置第一铰接座13和第二铰接座16，当液压缸102伸缩运动调节时，在第二销轴15和第一销轴12的转动设置下，使其液压缸102活动连接设置，便于液压缸102伸缩运动带动坝体101以铰接轴31的轴心为圆心摆动调节。
[0051]
其中坝体101一侧表面的四个传感器41，两个传感器41分别位于两个第二铰接座16的一侧，另两个传感器41位于坝体101的中部，且呈上下分布，在坝体101的表面设置多个传感器41，分别位于不同位置，进而增强检测坝体101应力的准确性，通过多个不同位置的应力检测，提前发现影响设备安全运行的缺陷及故障隐患，确保液压坝1的运行安全。
[0052]
为了在坝体101表面安装的多个元器件电性连接的电源线防水设置，安装底座103的一侧固定安装有防水穿线管17，防水穿线管17的表面固定安装有软性硅胶管18，软性硅胶管18的一端固定安装有分流管19，分流管19的表面固定安装有防护管20，分流管19的一侧表面和多个防护管20的表面均与坝体101的表面固定安装，多个防护管20内部的电源线均通过防水接头与传感器41电性连接，分流管19的顶端贯穿并延伸至防护箱8的内部。
[0053]
具体这样实施的，利用在安装底座103的一侧安装防水穿线管17，控制电源线穿过防水穿线管17，在分流管19的内部分流，分别连接到多个传感器41上以及元器件上，进而避免了电源线与水接触起到防水防护的效果，以及通过软性硅胶管18使其坝体101在摆动中能够折叠折弯避免干涉的效果。
[0054]
监测报警系统2对其所在的液压坝1的坝体101表面应力实时在线安全监测；无线数据采集模块44和传感器41测得应力计的频率，从而换算出坝体101的应力，计算公式如下：
[0055][0056]
式中：
[0057]nc-坝体101应力kn；
[0058]ect-坝体101的弹性模量kn/mm2；
[0059]ac
、a
t-坝体101截面面积mm2；
[0060]
a-支撑截面积mm2；
[0061]
σ
t-应变计平均应力kn/mm2；
[0062]kjε-应变计常数(10-6
/hz2)；
[0063]fji-应变计测量自振频率hz；
[0064]fj0-应变计测量自振频率hz。
[0065]
5g通讯基站5将多个液压坝1的应力监测数据传输至云端6，之后传输至后台服务器7的内部进行储存、搜索以及查看动作。
[0066]
本装置实时在线安全监测，通过传感器41信息采集技术和数据计算分析技术，实现自动采集液压坝1的应力数据，提前发现影响设备安全运行的缺陷及故障隐患，并通过信息传输与发布，提供预警、报警，确保液压坝1的运行安全，对每扇液压坝1闸门的坝体101进行应力监测，并对坝体101的结构强度进行评估；利用传感器41和无线数据采集模块44采集在通过无线通讯至后台服务器7和岸边采集箱48内，采集箱48内置一体机，一体机利用水坝控制房内的电源供电。一体机配有数据展示屏，能储存实时监测数据，实时查看坝体101应力变化，能自动评定故障等级，对于超过警戒值的监测点能发出故障声光报警信号。
[0067]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。