[发明专利]一种山体滑坡临滑声波监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及地质灾害中的山体滑坡临滑监测技术领域，特别涉及一种声波 信号采集，程控滤波，高速数据处理及传输，滑坡临滑专家决策预警的山体滑 坡临滑声波监测装置。

背景技术

滑坡是我国分布最为广泛和常见的地质灾害，其特点是突发性强且危害巨 大。滑坡动态监测已经成为防灾减灾的重要手段。

对于区域滑坡的区域调查及动态监测工作，获取滑坡状态信息的传统方式 和手段主要是，通过群测群防获取非重点滑坡的状态信息，以常规监测手段取 得重点滑坡的状态信息。常规监测手段如位移监测，主要有相对位移监测、绝 对位移监测(大地形变测量)、滑体深部位移监测(钻孔倾斜仪监测)、水平孔 多点位移监测、三维激光微位移监测等；压力监测；地下水环境监测；简易气 象观测；宏观地质现象调查等。由于区域滑坡范围广泛，群测群防方法须耗费 大量的人力，而常规监测手段由于监测手段限制，难以及时获得滑坡体临滑前 期的先兆信息，往往难以达到预警的效果，因此传统方法有很大的局限性。

随着传感器技术、计算机技术和网络技术的发展，目前有提出使用3S技术 即遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)来监测滑坡，但是其 中的许多技术问题尚未根本解决；例如如何将GPS监测数据直接传送给GIS系 统，实现滑坡位移的跟踪和预报目前并未有好的解决办法。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种山体滑坡临滑声波监测装置，该装置利 用滑坡体临滑时岩石断裂和摩擦产生的声波信息进行滑坡监测，可以及时得到 滑坡体临滑前期的先兆信息，并根据软件分析进行预警，从而减小滑坡给滑坡 体附近的人民生命和财产带来的损失。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种山体滑坡临滑声波监 测装置，该装置包括压力场声波传感器、监测主机和安装了滑坡地质灾害监测 软件的PC机，压力场声波传感器、监测主机和安装了滑坡地质灾害监测软件的 PC机依次连接，监测主机对压力场声波传感器获取的信号进行进一步处理，PC 机则用于对信号进行储存、显示、分析和预警。

其中，压力场声波传感器包括压力场麦克风、适配器、前置放大器、延长 线，其功能是完成滑坡体临滑时岩石断裂和摩擦产生的声波信息的采集和信号 的预处理。

监测主机由隔直/阻抗匹配电路、程控低通滤波电路、CPLD电路、信号调 零及放大电路、差分转换电路、SOC电路、电平转换电路、电源电路和高压模 块电路组成，完成对压力场声波传感器获取的信号进行进一步处理。

其中，隔直电路采用电容隔直，电容为NPO电介质的独石电容；

阻抗匹配电路采用具有高输入阻抗的场效应管型运放TL082，并且采用同相 输入；

程控低通滤波电路采用中心频率、品质因素和工作模式可编程控制的开关 电容滤波器MAX263来完成；

信号调零及放大电路的运算放大器选用ICL7650CSA；

差分转换电路采用AD8138AR；

电平转换电路则用于将TTL电平转换成RS-232C电平。

本发明的有益效果是：利用滑坡体临滑时岩石断裂和摩擦产生的声波信息 进行滑坡监测，可以及时得到滑坡体临滑前期的先兆信息，并根据软件分析预 警，从而减小滑坡给滑坡体附近的人民生命和财产带来的损失。

附图说明

图1为本发明系统结构框图；

图2为压力场声波传感器结构框图；

图3为监测主机结构框图；

图4为隔直/阻抗匹配电路电路原理图；

图5为程控低通滤波电路电路原理图；

图6为CPLD电路电路原理图；

图7为信号调零及放大电路电路原理图；

图8为差分转换电路电路原理图；

图9为SOC电路电路原理图；

图10为电平转换电路电路原理图；

图11为电源电路电路原理图；

图12为高压模块电路电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明更容易被理解，下面结合附图和具体实施方式对本发明做更 详细说明。