[实用新型]一种泥石流次声监测报警装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子监控设备领域，尤其涉及一种泥石流次声监测报警装置。 

背景技术

泥石流是一种广泛分布在世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害。我国是多山之国，受岩层断裂构造的影响，许多山体陡峭，岩石结构不稳定，森林覆盖面积不多，遇到季风气候的连阴雨、大暴雨天气，常发生严重的泥石流灾害。对这类灾害的实时监控、预警和应急处置需求极为迫切。 

泥石流在形成和运动过程中的声发射信号中包含次声成分，这种次声成份是一种频率低于人类可听到声波频率范围的声波，频率范围大致为4Hz～20Hz，为确定性信号(即有确定的时域和频域特性)，几乎不衰减且约等于声速，以空气为介质传递。因为泥石流次声速度约为340米/秒，远大于泥石流运动速度(通常为10米/秒左右)，若能探测到这些微小的次声信号，则在泥石流到达之前报警装置就能有足够的提前量来实现报警，对于人类研究泥石流的规律以及防灾减灾，都有重要的意义。 

现有技术中的泥石流次声报警装置存在由于车辆经过等环境干扰导致误报率较高的缺陷。 

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种泥石流次声监测报警装置，通过对泥石流产生的次声信号进行处理与鉴别，以实现泥石流灾害的提前预警。 

本实用新型所采用的技术方案如下： 

一种泥石流次声监测报警装置，包括泥石流次声信号的数据采集单元(1)、数据处理单元(2)、信息报警单元(3)、通信单元(4)、数据存储单元(5)和系统供电单元(6)；其中数据采集单元(1)、信息报警单元(3)、通信单元(4)、数据存储单元(5)和系统供电单元(6)分别与数据处理单元(2)连接，系统供电单元(6)为各单元提供工作电压；其中数据采集单元(1)用于对泥石流次声信号进行采集并转换获得泥石流次声原始电信号，所述数据处理单元(2)用于对泥石流次声原始电信号进行处理，得到处理后的泥石流次声电信号；将泥石流次声原始电信号和处理后的泥石流次声原始电信号分别存储到数据存储单元(5)中，并向信息报警单元(3)发送信息报警指令，同时将泥石流次声原始电信号和处理后的泥石流次声原始电信号通过通信单元(4)发送到远程监控中心(6)。 

所述数据采集单元(1)由传感器(1_1)、放大电路(1_2)、二阶有源低通滤波器(1_3)、幅值调理电路(1_4)、比较电路(1_5)和ADC电路(1_6)组成；其中所述传感器(1_1)，用于完成声信号到电信号的转换，将低频范围声信号转换成电信号进行输出；所述传感器输出的电信号被传输至放大电路(1_2)进行功率放大，再经由二阶有源低通滤波器(1_3)完成高频噪声滤除；滤除高频噪声后的电信号通过幅值调理电路(1_4)和比较电路(1_5)。当比较电路(1_5)输出高电平(图4)，使能ADC电路(1_6)进行数据采集。 

所述数据处理单元(2)由原始数据提取电路(2_1)、数字低通滤波电路(2_2)、阈值持续时间T判定电路(2_3)和数据分析记录电路(2_4)组成；其中，所述原始数据提取电路(2_1)从数据存储单元(5)中提取数据，所提取的数据经由数字低通滤波电路(2_2)进行滤波、再经由阈值持续时间T判定电路(2_3)以及数据分析记录电路(2_4)，最后将分析记录后的数据存储到数据存储单元(5)中；数据分析记录电路(2_4)判断 所述数据是否对应泥石流信号，如果是则将报警指令发送至信息报警单元(3)；并通过通信单元(4)将数据发送到远程监控中心(6)与数据存储单元(5)；如果否、则仅通过通信单元(4)将数据传输至数据存储单元(5)。信息报警单元(3)在接收数据处理单元(2)中的数据分析记录电路(2_4)所发出的报警指令后，完成本地声光报警。 

优选地，系统供电单元(6)由太阳能电池板和铅酸蓄电池组成，供电单元为整个系统提供多种直流供电电压，保证各电源功率充分利用且各模块正常运行。 

优选地，系统供电方式除采用12V铅酸蓄电池和太阳能板供电外，亦可添加220V交流电的供电方式，提高系统的稳定性和实用性。 

优选地，ADC采集电路，可选择适合与低频信号采集的，带有可编程增益功能的其他AD芯片代替，提高数据采集精度。 

本实用新型的优点主要有：1、提供两种系统供电方式，提高系统稳定性，2、滤波电路采用二阶有源低通滤波器，频率变化、阻抗变化及负载增加都不会影响系统的可靠性。