[发明专利]基于超声波的隧道变形监测方法有效
| 申请号： | 201911311708.8 | 申请日： | 2019-12-18 |
| 公开（公告）号： | CN111102946B | 公开（公告）日： | 2021-11-23 |
| 发明（设计）人： | 朱付广;彭斌;刘汉阳;黄河;李勃;刘小东;徐东升;陈超;赵雨朦 | 申请（专利权）人： | 湖北省电力勘测设计院有限公司;武汉理工大学 |
| 主分类号： | G01B17/04 | 分类号： | G01B17/04 |
| 代理公司： | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人： | 俞鸿 |
| 地址： | 430040 湖北省*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 超声波 隧道 变形 监测 方法 | ||
1.一种基于超声波的隧道变形监测方法，其特征是：在隧道的同一断面上设置多个超声波发生器和多个超声波接收器，利用超声波在超声波发生器和超声波接收器之间的传输信息计算出超声波发射器和超声波接收器坐标，并根据坐标的变化确定隧道的收敛变形，所述超声波发生器具有四个，超声波接收器是四个，其中第七超声波发射器与第六超声波接收器设置在同一位置，第八超声波发射器与第三超声波接收器设置在同一位置；超声波发射器与超声波接收器八个点的坐标分别为：第一超声波发射器(x1,y1)，第二超声波发射器(x2,y2)，第三超声波接收器(x3,y3)，第四超声波接收器(x4,y4)，第五超声波接收器(x5,y5)，第六超声波接收器(x6,y6)，第七超声波发射器(x7,y7)和第八超声波发射器(x8,y8)；已知第一，第二发射器的坐标分别为(x1,y1)，(x2,y2)；
第六超声波接收器的坐标(x6,y6)的计算方法为：
(x6-x1)2+(y6-y1)2＝(L16+e1)2 (2a)；
(x6-x2)2+(y6-y2)2＝(L26+e1)2 (2b)；
(x6-x8)2+(y6-y8)2＝(L86+e1)2 (2c)；
式(2a)～(2c)中，e1为波形滞后误差；L16、L26、L86分别为第六超声波接收器与第一，二，八超声波发射器的距离，(x1,y1)为第一超声波发射器的坐标，(x2,y2)为第二超声波发射器的坐标，(x8,y8)为第八超声波发射器的坐标；
第三超声波接收器的坐标(x3，y3)的计算方法为：
(x3-x1)2+(y3-y1)2＝(L13+e2)2 (3a)；
(x3-x2)2+(y3-y2)2＝(L23+e2)2 (3b)；
(x3-x7)2+(y3-y7)2＝(L73+e2)2 (3c)；
式(3a)～(3c)中，e2为波形滞后误差，L13、L23、L73分别为第三超声波接收器与第一，第二和第七超声波发射器的距离，(x1,y1)为第一超声波发射器的坐标，(x2,y2)为第二超声波发射器的坐标，(x7,y7)为第七超声波发射器的坐标；其中，已知第一超声波发射器的坐标(x1,y1)第二超声波发射器的坐标(x2,y2)，
(x1,y1)、(x2,y2)的坐标已知，且(x6,y6)＝(x7,y7)、(x3,y3)＝(x8,y8)
式(2a)～(3c)中，通过迭代法求解x8、y8、x7、y7、e1、e2的值；
第四超声波接收器的坐标(x4，y4)的计算方法为：
(x4-x1)2+(y4-y1)2＝(L14+e3)2 (4a)；
(x4-x2)2+(y4-y2)2＝(L24+e3)2 (4b)；
(x4-x7)2+(y4-y6)2＝(L74+e3)2 (4c)；
第五超声波接收器的坐标(x5，y5)的计算方法为：
(x5-x1)2+(y5-y1)2＝(L15+e4)2 (5a)；
(x5-x2)2+(y5-y2)2＝(L25+e4)2 (5b)；
(x5-x8)2+(y5-y3)2＝(L85+e4)2 (5c)
式(4a)～(5c)中，e3、e4为波形滞后误差，L14、L24、L74分别为第四超声波接收器与第一，二，七超声波发射器的距离；L15、L25、L85分别为第五超声波接收器与第一、二、八超声波发射器的距离。
2.如权利要求1所述基于超声波的隧道变形监测方法，其特征是：所述超声波发生器与超声波接收器沿隧道壁均匀设置。
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