[发明专利]准分布式滑坡土压力实时监测装置

权利要求书

1.一种准分布式滑坡土压力实时监测装置，其特征在于，包括：

土压力传感器阵列，布设在滑坡中，用于接收滑坡压力信号并输出给监测仪器；

监测仪器，用于采集滑坡压力信号并转化为光栅波长电信号，并根据所述光栅波长电信号以及之前预存的光栅波长相关数据进行计算，得到滑坡当前的压力信号并发送出去。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述土压力传感器阵列为四通道传感器阵列，即包含四个子阵列，每个子阵列为一个通道，每个子阵列由多个土压力传感器(9)组成，压力传感器(9)之间通过传输光纤(6)采用熔接方式连接起来。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测仪器具体包括：光源(1)、光环形器(2)、光开关(3)、光栅解调模块(4)、微处理器(5)、发送模块(7)、电源模块(8)、液晶显示器(10)、存储器(11)以及继电器(12)，其中，

所述光源(1)产生的宽带光入射所述光环行器(2)的输入口，经其输出口接所述光开关(3)的输入口，所述光开关(3)的输出接入所述土压力传感器阵列，宽带光中和所述土压力传感器阵列的中心波长一致的光发生反射，反射光信号通过所述光环行器(2)反射口送入所述光栅解调模块(4)，所述光栅解调模块(4)将接收的光信号解调为光栅波长电信号后输出给所述微处理器(5)，所述微处理器(5)根据所述光栅波长电信号以及所述存储器(11)预存的光栅波长相关数据进行计算，得到滑坡当前的压力信号并通过所述发送模块(7)发送出去；

所述电源模块(8)与所述监测仪需要供电的各个部分相连，用于产生其需要的电压值；

所述继电器(12)，用于控制所述光开关(3)、电源模块(8)、光栅解调模块(4)、发送模块(7)以及存储器(11)的电源通断；

所述液晶显示器(10)，用于显示所述微处理器(5)接收到的数据以及计算得到的结果。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述微处理器(5)具体包括：C口(52)、E口(53)、第一串口(51)、第二串口(54)、第三串口(56)和第四串口(55)，所述微处理器(5)通过C口(52)与继电器(12)连接，通过E口(53)与电源模块(8)连接，通过第一串口(51)与光栅解调模块(4)连接，通过第二串口(54)与发送模块(7)连接，通过第三串口(56)与存储器(11)连接；所述微处理器(5)通过所述第一串口(51)接收光栅波长电信号，并将接收到的光栅波长电信号与之前预存的光栅波长数据进行计算，得到滑坡当前的压力并通过第二串口(54)发给所述发送模块(7)；所述液晶显示器(10)通过第四串口(55)与所述微处理器(5)连接。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述发送模块(7)采用无线发送方式。

6.根据权利要求1到5中任意一项所述的装置，其特征在于，所述通过如下计算得到滑坡当前的压力：

用采集的当前压力光栅波长减去预先存储的传感器参数文件中的压力光栅初始波长，计算出压力光栅中心波长的偏移；

用采集的当前温补光栅波长减去预先存储的温补光栅初始波长，计算出温补光栅中心波长的偏移；

从压力光栅中心波长的偏移中减去温补光栅中心波长的偏移，得到压力传感器中心波长的总偏移量；

压力传感器中心波长的总偏移量乘以传感器的压力系数，即可得到传感器的压强值，进而计算出传感器在监测点所受的压力值，即滑坡当前的压力。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，根据如下公式计算得到压强值P：

P＝K[(λ₁－λ₀)-(λ_t1-λ_t0)]

其中，P为压强，K为土体压力传感器的系数，λ₁为当前压力光栅波长值，λ₀为压力光栅初始波长值，λ_t1为当前温补光栅波长值，λ_t0为温补光栅初始波长值。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，根据如下公式计算得到滑坡当前的压力：

F＝PS

其中，F为压力，P为压强，S为土压力传感器受力面积。