[发明专利]基于钢弹簧和拉力传感器检测危岩体崩塌的装置与方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种检测装置与方法，尤其是一种基于钢弹簧和拉力传感器检测危岩体崩塌的装置与方法。

背景技术

危岩体的安全监测研究由来已久，其监测方法也有多种方法，传统的方法采用直观的千分尺观察法，就是直接用 千分尺直接测量危岩体的裂缝宽度变化，之中测量方法直观简单，但是存在精度差以及不能记录等问题。

随着科学技术的进一步发展，GPS，INSAR三维激光扫描仪等也被引入到危岩体的安全检测中，虽然数据的采集方便，但是精度仍然不能很好满足监测要求，且成本昂贵，在实际的工程运用中，对于危岩体的崩塌尚不能起到很好的监测预测的效用。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于钢弹簧和拉力传感器检测危岩体崩塌的装置与方法，其利用危岩体的力学参数变化监测其崩塌趋势，实现并建立了数据的无线传感器网络，具有高精度、防破坏、抗干扰能力强，测量方便等诸多优点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于钢弹簧和拉力传感器检测危岩体崩塌的装置，包括若干个拉力传感器，每个拉力传感器的两端均与一个钢弹簧的一端固定安装，每个钢弹簧的另一端均与一个基座固定连接，基座固定在危岩体裂缝一侧的掏槽内；所述每个拉力传感器上均设有无线模块，无线模块通过无线信号与接收主机相连，接收主机与接收终端相连。

所述基座为T型。

所述掏槽为与基座相配合的T型。

所述接收主机与接收终端通过有线或无线方式连接。

一种基于钢弹簧和拉力传感器检测危岩体崩塌的装置的检测方法，步骤如下：

1）在危岩体裂缝上，选取若干待测点，在危岩体裂缝两侧，固定安设基座，通过钢弹簧连接外设有无线模块的高精度的拉力传感器，从而当危岩体崩塌发生前，裂缝继续发育导致裂缝间拉力增大，拉力传感器会将这种变化通过无线通讯的方式传出；

2）各个监测点的拉力传感器采集的数据，通过无线信号发送至接收主机并处理，实现对监测点的实时监测，从而组成无线监测网络；

3）接收主机把接收到的各监测点变化数据，通过无线或者有线通讯的方式传输至接收终端，进一步处理分析，实现对数据的图形化，给出裂缝间拉力变化曲线，从而实现对危岩体崩塌的监测，提供准确的力学性质参数判断依据。

本发明的高精度拉力传感器的两端各固定安装一钢弹簧，钢弹簧的另一端固定在危岩体裂缝一侧，当裂缝继续发育时，裂缝间拉力会增大，拉力传感器采集的数据并通过外设的无线模块，通过无线通讯的方式，向接收主机发送数据；接受主机接受并完成模拟量信号的数字转化，进一步无线发送至接受终端，然后借助特定的软件，给出裂缝之间拉力的大小变化曲线；通关相关的判断准则， 从而预测危岩体崩塌的趋势，实现高效监测危岩体崩塌的目的。

基座通过掏槽的方式嵌套固定于危岩体裂缝两侧。钢弹簧的长度和具体力学参数，可根据实际监测裂缝地质状况自定义调整（而且这种自定义调整是本领域技术人员都掌握的公知技术）。拉力传感器的量程和精度由具体的危岩体地质状况而定（拉力传感器的量程和精度是本领域技术人员公知的技术）。钢弹簧和拉力传感器做工工艺坚固耐用，满足防破坏，防水等野外环境要求，能持续工作两个星期甚至更长时间。接收主机固定安置于较安全的固定位置点，能在野外通常的恶劣环境中持续工作两个星期甚至更长时间。整个系统的数据可以完全实现数据的无线化传送，为了保证数据的稳定性和满足传输距离的要求，接收主机和接收终端之间可以采用有线通讯的方式。

本发明利用危岩体裂缝间力学参数的变化能准确反映危岩体崩塌这一特性，采用高精度拉力传感器和钢弹簧组合方式，通过建立无线传感器网络，成功并高效的实现对危岩体崩塌的监测，具有高精度、防破坏、抗干扰能力强，测量方便等诸多优点。

附图说明

图1是本发明钢弹簧和拉力传感器的安装示意图；

图2 本发明无线传感器网络示意图；

其中，1为拉力传感器；2为钢弹簧；3为基座；4为掏槽，5. 危岩体裂缝，6.危岩体

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。