[发明专利]一种隧道监测用振动传感器的数据修正方法

说明书

本发明提供一种隧道监测用振动传感器的数据修正方法，包括：在隧道内设定监测点；设定修正温度量程，并将修正温度量程分割为至少两个温度范围；设定样本采集数量，使空载的列车通过监测点，获取对应的温度值以及振动值；筛选出温度值位于标准温度范围内的组，并将其对应的振动值记为测试样本；计算所有测试样本的平均值；设定样本采集时间，列车正常运载通过监测点，获取对应的温度值以及振动值；将振动值进行整理归类；计算每个温度范围中，所有振动值的平均值；计算每个温度范围中，修正系数；监测点正式投入使用时，获取通过列车的振动值以及温度值；通过计算获得修正后的振动值；基于大数据统计，提升数据修正的准确性。

技术领域

本发明属于振动监测技术领域，具体涉及一种隧道监测用振动传感器的数据修正方法。

背景技术

地下隧道振动信号是最典型的剧变信号，地铁运营过程中，列车的运行会产生巨大的振动和噪声干扰。即使软土地基经过长时间的结固，在不断的接受列车运行荷载之后，都有可能产生一定程度的沉降。长期的列车行车振动会使得软黏土发生微观结构上的破坏，进一步导致地铁轴线变形、轨道地基沉降。列车运行荷载涉及许多因素，包括行车速度、轨道结构、列车轴重等。监测隧道环境的振动状况，可以有效的监测地铁列车经过监测区域时，隧道周围土体的动力响应状况，并进一步预测和分析。

传统有线连接的机械振动监测系统应用广泛，其中用于振动监测的压电晶体加速度传感器虽然具有稳定性好、使用寿命较长、过载能力强等优点，但是环境温度的变化将会使压电材料的压电常数、介电常数、体电阻和弹性模数等参数发生变化。电容量随温度升高而增大，压电常数随温度升高而减小。电容量增大使传感器的电荷灵敏度增加，电压灵敏度则降低，压电常数减小，从而使传感器的低频响应变差，从而影响最终的监测精度。

为了解决上述问题，需要一种提升监测精度的隧道监测用振动传感器的数据修正方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道监测用振动传感器的数据修正方法，以解决现有的隧道振动监测，由于振动传感器容易受到温度的影响，导致监测精度受限，影响对隧道周围土地的响应状况，并进一步预测和分析的精度。

本发明提供了如下的技术方案：

一种隧道监测用振动传感器的数据修正方法，包括以下步骤：

S1、在隧道内设定至少一个监测点，在监测点设置振动传感器以及温度传感器；S2、设定修正温度量程，并将修正温度量程分割为至少两个温度范围；S3、从修正温度量程中选取一个温度范围作为标准温度范围，此时空载的列车经过监测点，振动传感器采集的振动值记为标准振动值；S4、设定样本采集数量，使空载的列车通过监测点，获取对应的温度值以及振动值，并以组为单位进行保存；S5、筛选出温度值位于标准温度范围内的组，并将其对应的振动值记为测试样本；S6、当测试样本数量达到设定样本采集数量时，计算所有测试样本的平均值A；S7、设定样本采集时间，列车正常运载通过监测点，获取对应的温度值以及振动值，并以组为单位进行保存；S8、按照温度值所属的温度范围，将振动值进行整理归类；S9、计算每个温度范围中，所有振动值的平均值B1、B2……Bn，n为温度范围的数量；S10、计算每个温度范围中，修正系数k1、k2……kn，kn＝Bn/A；S11、监测点正式投入使用时，获取通过列车的振动值x以及温度值y；S12、通过温度值y确定所属的温度范围，并提取该温度范围对应的修正系数kn；S13、修正后的振动值为：C＝x*kn*k’，k’为修正系数的初始值，k’为理论振动值与标准振动值的比值。

优选的，所述振动传感器为压电晶体加速度传感器。

优选的，所述监测点内振动传感器需定期放入恒温箱进行烘烤，避免受潮使得振动传感器内剧院电阻变小从而导致低频相应变差。

优选的，所述S4中，所述样本采集数量至少为200。

优选的，所述S2中，所述修正温度量程为-10℃-50℃，所述温度范围为修正温度量程均分分割而成。