[发明专利]一种高陡危岩体块体变形的监测装置及方法

权利要求书

1.一种高陡危岩体块体变形的监测装置，其特征在于：包括数据采集单元、数据处理控制单元、数据监控单元和神经网络预测单元，所述数据采集单元包括宽带光源、光纤、光纤光栅传感器和数据采集模块，所述数据处理控制单元包括数据处理模块、同步控制单元、光脉冲发射模块、激光器、光路耦合器、分光器、光滤波器和光源接收模块，所述数据监控单元包括数据传输模块和数据监控中心，所述数据处理控制单元将具体变形监测数据通过所述数据传输模块传输到所述数据监控中心，所述神经网络预测单元包括监测数据预处理模块和BP神经网络预测模块，所述数据采集单元、所述数据处理控制单元、所述数据监控单元和所述神经网络预测单元依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种高陡危岩体块体变形的监测装置，其特征在于：所述数据采集单元包括若干个通过所述光纤依次连接的所述光纤光栅传感器，所述光纤和所述光纤光栅传感器直接固定到高陡危岩体块体上。

3.根据权利要求2所述的一种高陡危岩体块体变形的监测装置，其特征在于：所述数据采集单元的一端设置若干个所述宽带光源，所述宽带光源均匀设置于山体的底部边缘，另一端通过所述光纤与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块设置于所述山体的顶部。

4.根据权利要求1所述的一种高陡危岩体块体变形的监测装置，其特征在于：所述数据处理控制单元通过对所述数据采集单元采集的数据进行解析，判断到底是哪段距离哪个块体发生了形变。

5.根据权利要求1所述的一种高陡危岩体块体变形的监测装置，其特征在于：所述监测数据预处理模块将现场采集到的温度数据、应变数据进行数据简易预处理后，送入到所述BP神经网络预测模型进行数据的分析与处理，计算出所述高陡危岩体块体的运动趋势。

6.一种高陡危岩体块体变形的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过对所述高陡危岩体块体提前进行调查与识别，将若干个所述光纤光栅传感器通过所述光纤依次连接，所述光纤和所述光纤光栅传感器直接固定到所述高陡危岩体块体上，在所述光纤的输入端连接所述宽带光源，所述光纤的输出端连接所述数据采集模块，所述数据采集模块采集所述高陡危岩体块体的变形监测数据；

S2、所述数据处理模块通过所述同步控制单元实时驱动所述光脉冲发射模块，给所述激光器驱动一个较大功率的光脉冲信号，并且由所述激光器输入到测量光纤的尾纤中，经过所述尾纤的光脉冲需要经过所述光路耦合器直接进入到被测光线中，携带有变形监测数据的散射光经过所述光路耦合器返回到所述分光器中，所述分光器主要由不同中心波长的所述光滤波器组成，通过分辨不同的所述散射光传递到所述光源接收模块，所述光源接收模块进行光源数据简单处理后交给所述数据处理模块，所述数据处理模块就可以第一时间对光源数据进行解析，判断到底是哪段距离哪个块体发生了形变；

S3、所述数据处理模块还可以将具体的所述变形监测数据通过所述数据传输模块传输到后台所述数据监控中心，所述数据监控中心依据强大的计算能力对被测光纤监测数据进行深度分析与处理；

S4、所述数据监控中心在数据解析中加入神经网络算法，将现场采集到的温度数据、应变数据按照所述神经网络算法的要求进行数据简易预处理后，形成二维输入的离散变量，送入到所述BP神经网络预测模型，所述BP神经网络预测模型根据所接收到的处理后的数据进行数据拟合和趋势分析，计算出所述高陡危岩体块体的运动趋势。

7.根据权利要求6所述的一种高陡危岩体块体变形的监测方法，其特征在于：所述数据处理模块在危岩体现场也可实现实时监测数据查询，所述数据处理模块通过向所述同步控制单元发送所述光脉冲信号，启动所述激光器将光脉冲输入待测光纤，然后经过一系列的光信号与电信号的转化再次回到所述数据处理模块，经过现场实时解析预判断，直接测出当前模式下的危岩体变形数据。