[发明专利]隧道围岩稳定与测点防撞损毁报警系统及其实现方法

说明书

本发明涉及一种隧道围岩稳定与测点防撞损毁报警系统及其实现方法，属于隧道监测领域。该系统包括现场报警输出模块、MCU、数据解析模块、超声雷达传感器和监测仪器接口；超声雷达传感器与数据解析模块相连，数据解析模块相连再与MCU相连；监测仪器接口与MCU相连，MCU再与现场报警输出模块相连；MCU还设有5～24VDC电源接口；现场报警输出模块包括频闪灯和90db音频输出模块。通过监测仪器接口实时采集现场监测仪器的输出数据，对数据进行预处理、解析后与预设阀值比较，超出预设阀值时输出声光报警；所述输出数据包括隧道围岩稳定性预警指标，当其中一个预警指标达到预警阈值，即认为隧道围岩稳定性达到预警状态。

技术领域

本发明属于隧道监测领域，涉及隧道围岩稳定与测点防撞损毁报警系统及其实现方法。

背景技术

目前，随着我国隧道交通的，各种隧道监测也逐渐增多，但由于技术、地理位置以及成本等原因，隧道施工阶段会存在障碍物或者围岩不稳定等问题，现阶段，还没有一个完善的装置能够实现围岩的稳定性监测和防撞毁预警。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隧道围岩稳定与测点防撞损毁报警系统及其实现方法，针对已安装监测仪器的监控量测点，开发具有监测数据阀值自动报警、监测仪器防撞损毁警示功能的设备。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

隧道围岩稳定与测点防撞损毁报警系统，该系统包括现场报警输出模块、MCU(Micro controller Unit,微控制单元)、数据解析模块、超声雷达传感器和监测仪器接口；

所述超声雷达传感器与数据解析模块相连，数据解析模块相连再与MCU相连；

所述监测仪器接口与MCU相连，MCU再与现场报警输出模块相连；

所述MCU还设有5～24VDC电源接口；

所述现场报警输出模块包括频闪灯和90db音频输出模块。

进一步，所述系统设有外壳，外壳上设置有粘性部位，用于粘贴固定。

基于所述系统的实现方法，该方法为：

通过监测仪器接口实时采集现场监测仪器的输出数据，对数据进行预处理、解析后与预设阀值比较，超出预设阀值时输出声光报警；

所述输出数据包括隧道围岩稳定性预警指标，即围岩变形速率υ和变形累计值s，当其中一个预警指标达到预警阈值，即认为隧道围岩稳定性达到预警状态；

就隧道工程而言，围岩失稳时的临界状态，围岩稳定性安全系数为1.0，就实际工程而言，为提前预警，本系统的预警阈值通过数值极限分析，计算获取围岩稳定性安全系数控制在1.2时每一开挖围岩的变形速率υ_n和围岩变形累计值S_n，n＝1,2,3…，作为阈值输入预警系统；

同时，超声雷达传感器发射出超声波，接收经物体反射回的超声波，设超声雷达传感器到物体距离为D，时间为T，音速为C，公式为D＝(C*T)/2；当防撞损毁系统附近有障碍物时，超声波遇障碍物信号被反射，通过上述公式计算出防撞损毁系统与障碍物的距离，若小于1.5米则触发报警装置，输出频闪灯和90db报警声。

本发明的有益效果在于：本发明针对已安装监测仪器的监控量测点，开发具有监测数据阀值自动报警、监测仪器防撞损毁警示功能的设备。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中MCU电路结构示意图。

具体实施方式