[发明专利]一种基于多传感器的地层岩石力学参数的测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于多传感器的地层岩石力学参数的测量方法，其特征在于，所述基于多传感器的地层岩石力学参数的测量方法包括：

第一步，确定需测量地区具代表的岩石层，在岩石层上安装多个基于灰色模型和BF神经网络的传感器；

第二步，在每个传感器附近安装好金属探针，进行力学数据测量；

第三步，通过驱动金属探针对岩石层表面施加压力，通过传感器检测岩石层表面的形变，利用传感器传输数据至计算机控；

第四步，通过计算机进行图像处理，得出岩石层表面力学参数的线性图形。

2.如权利要求1所述的基于多传感器的地层岩石力学参数的测量方法，其特征在于，所述第一步中基于灰色模型和BF神经网络的传感器，通过灰色模型和BF神经网络协同作用，对数据起到校正，具体采用以下步骤：

灰色模型对压力传感器输出进行处理，采用白化形式的GM(1，1)方程为：

其中，a为模型参数，运用最小二乘法计算得到：

其中，

y_N＝[x⁰(2)，x⁰(3)，…，x⁰(n)]^T。

3.如权利要求1所述的基于多传感器的地层岩石力学参数的测量方法，其特征在于，所述基于灰色模型和BF神经网络的补偿实现步骤为：

(1)进行数据预处理时，将数据进行标准化处理：

其中，X_i、P_i为标定值，X_imin、X_imax为传感器输出电压标定的最小值和最大值，P_imin、P_imax为压力标定的最小值和最大值；

(2)对标准化的数据利用灰色理论GM(1，1)模型对其进行处理，建立等维信息模型；

(3)将数据随机分成验证样本和训练样本；

(4)设计BP神经网络，用训练样本对神经网络进行训练，直至满足精度要求为止；

(5)用验证样本对训练好的网络进行验证，如果验证输出与实验结果的误差满足精度要求，认为此时的网络参数合理；若未达到要求，则返回(4)对神经网络重新进行训练，直到训练误差及验证误差均满足精度要求为止；

(6)将验证样本训练好的网络进行检验：当训练误差及验证误差均满足精度要求时，神经网络的补偿输出、验证输出及训练输出就会达到补偿的预设要求。

4.一种实现权利要求1所述基于多传感器的地层岩石力学参数的测量方法的基于多传感器的地层岩石力学参数的测量系统，其特征在于，所述基于多传感器的地层岩石力学参数的测量系统包括：

目标岩石位置探取模块，用于确定需测量地区具代表的岩石层；

多传感器安装模块，用于安装多个传感器，分别放置于该目标岩石层的多个面上，传感器连接数据至计算机；

计算机控制模块，用于控制计算机进行图像数据处理；

金属探针放置模块，用于传感器位置相同部位；

驱动模块，用于驱动每个传感器对应的大型气压设备；

图像处理模块，对采集的岩石图像进行处理，得到线性数据，获取岩石层表面力学参数的线性图形。

5.一种应用权利要求1～3任意一项所述基于多传感器的地层岩石力学参数的测量方法的地层岩石检测平台。