摘要：弧形钢闸门漏水的主要原因是止水埋件的磨损、止水的安装质量不达标，同时局部漏水点和漏水面的形成也和止水有重叠搭接处有关，可通过更换止水橡皮、对金属构件进行喷锌防腐处理、清理水中杂物等方式处理漏水问题。通过开展现场应用检测闸门止水漏水情况，发现装置运行正常，漏水情况与人工检测的实际情况相符，说明该装置及相应评价标准具有很强的实用性。
关键词：涡流传感技术；闸门；漏水；检测
1研究背景
闸门漏水一直缺乏科学有效的检测方法，无法及时准确地发现问题，从而导致闸门运行中产生各类安全隐患。针对闸门止水性能检测问题，基于涡流传感技术研制了一种简单易用的闸门止水检测装置，采用灵敏度高，计量精确的蜗轮式水流量传感器；通过对船闸尺度、闸阀门设计标准等的分析，提出闸门漏水情况评价标准，为是否需要进行闸门修复提供可靠的判断和评价依据。然而国内外关于闸门漏水的检测，仍以人工巡检和经验判断为主，水面以上的漏水可以靠肉眼观察，但是水下部分的漏水却无法观察和判定，只能靠潜水员下水摸查，无法准确判断漏水的位置。对于漏水程度和止水性能的评价也缺乏科学的方法，主要依靠经验进行主观判断，容易造成潜在危险，从而导致一系列安全隐患，严重影响闸门正常运行。因此，有必要对闸门漏水的检测技术进行研究与革新。笔者针对闸门止水性能检测问题，基于涡流传感技术研制了一种简单易用的闸门止水检测装置，通过对船闸尺度、闸阀门设计标准等的分析，提出闸门漏水情况评价标准，为是否需要进行闸门修复提供判断和评价依据。
2基于涡流传感技术的闸门漏水检测原理及方法
2.1检测原理
目前，对于闸门漏水的成因及处理方法，国内已开展较多研究，从施工和管理上防止闸门漏水的措施，闸孔净宽和闸槽会影响侧止水效果，工程中最好做到无负误差；止水橡皮的粘接确保不开胶，及时发现并更换老化破损的止水橡皮；对于闸板吊头过大，导致闸门不能居中平稳启闭的，应在两吊耳板之间镶对应尺寸的圆形钢筋。平面钢筋混凝土闸门漏水原因主要有混凝土浇筑时出现的闸门尺寸不标准、门体渗漏以及闸门止水橡皮螺栓孔径过大、止水橡皮水封不严、闸门铁附件缺乏维护保养、启闭机吊点偏移等。该闸门漏水检测技术的基本路线为：根据闸门止水线漏水处水的流场、流速不同，测量闸门止水线区域流量的变化以确定水流量的大小，继而确定闸门特定止水线上漏水的等级及严重性。为满足上述要求，该技术采用了灵敏度高、计量精确的蜗轮式水流量传感器。其测试原理为：Ｎ、Ｓ两极产生磁感应强度为Ｂ的磁场，磁场中垂直方向放置有半导体薄片，见图1。
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图1蜗轮式水流量传感器原理
在实验室中分别采集了两组蜗轮式水流传感器在不同流量下的脉冲频率数据，在一定水头下，随着水流量的变化，其流量－脉冲特性见图2。
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图2流量－脉冲频率关系曲线
由图2可以看出，脉冲频率与流量呈正相关，频率能够很好反映流量变化，其关系式为
Ｆ＝８.１Ｑ－３ （１）
式中：Ｆ为脉冲频率，Ｈｚ；Ｑ为流量，Ｌ／ｍｉｎ。水流量传感器能够实时采集输出的方波信号，测出方波信号的频率，经线性变换后得出流量值。为了保证系统的稳定性，同时保证系统实时控制性能好、伺服控制精度高，控制系统采用模块化设计思想，将每块功能的行为库分开设计以保证系统的可靠性。下图为阀门止水检测控制系统工作原理。
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图3阀门止水检测控制系统工作原理
为了验证系统的准确性，该设备通过了一套实验室标定方案的检测：将流量计固定在恒压水流的出水端，测试开始后用秒表记录时间，同时在流量计下方用烧杯接住流出的水。测试结束后称出烧杯中水的质量，通过水的质量和时间可以计算出流量，再与显示器的读数进行对比。随着流量的增大，显示器的读数和实际流量值误差越来越小，当流量达到７Ｌ／ｍｉｎ时，误差基本为零。所以，选取的流量计是可靠的。
3检测与评价方法
为了能够对评估闸门的漏水情况提供可以参考的量化标准，根据实验室中水槽流量测试的大量数据结合国内水闸止水漏水的实际情况制定了评价方法。为了更加直观地评估闸门漏水情况，将测得的流量数值换算为评估分值（０～１００分）。具体检测步骤如下：
（１）从闸门漏水检测仪检测箱中，取出闸门漏水检测仪，充电；
（２）充好电后，检查水平方向的检测杆前后行走是否灵活、可靠；
（３）将闸门漏水检测仪放置到要检测漏水的地方；
（４）根据检测仪上显示的数据及颜色，记录其数据及上游水位。
结论
实验调查了平面钢闸门止水情况。闸门止水装置可以分为侧止水与底止水。其中，侧止水采用Ｐ形橡皮，底止水采用条形橡皮。在现场配装时为保证止水效果，止水接头衔接处进行热胶合处理。通过现场调研发现，大多水闸均存在不同程度漏水，且目前没有具体的检测闸门漏水的方法，主要还是对水面以上门缝进行肉眼观测是否有漏水，而水下部分则无法判定是否有漏水情况。通过查看水闸的设计资料以及现场拍摄照片，确定平面钢闸门的止水线分布特征及具体分布情况。经人工检验，发现检测数据与实际情况相符。该技术能够准确有效地提供闸门止水情况与相关数据，具有很强的实用性。技术研制了一种简单易用的闸门止水检测装置，用以解决闸门漏水检测的问题。该装置可根据闸门止水线漏水处水的流场、流速不同，用流量计进行计量并且能精确确定漏水位置及显示流量。通过对船闸尺度、闸阀门设计标准等的分析，提出闸门漏水情况评价标准，为是否需要修复提供判断和评价依据。该标准具有操作方便、设计巧妙合理、简单实用、自动化程度高等优点。
参考文献
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