[发明专利]基于核磁传感器的围海造陆地基含水量监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于核磁传感器的围海造陆地基含水量监测系统，其特征在于：包括通过无线信号(10)相互连接的信号采集系统、传感器控制系统和信号传输系统，其中信号采集系统布置在充填地基(4)内，传感器控制系统布置在陆地地基(1)，信号传输系统在充填地基(4)区域为有线通讯，与其他区域则通过无线信号(10)传递信息；

所述信号采集系统包括微核磁传感器(5)、激光测距传感器(18)、玻纤筒(6)和控制分站(8)，所述玻纤筒(6)垂直设置在充填地基(4)内直至淤泥(2)内，玻纤筒(6)底部密封，顶部设有带供电接口的密封盖(15)，玻纤筒(6)内垂直设有微核磁传感器(5)，玻纤筒(6)为微核磁传感器(5)的提供工作空间，方便微核磁传感器(5)在玻纤筒(6)内自由上下移动，微核磁传感器(5)的底部设有用以测量距离玻纤筒(6)底部距离的激光测距传感器(18)，实现对微核磁传感器(5)的定位；

所述传感器控制系统包括控制分站(8)、微电机(14)、提升钢丝(12)、供电信号线(13)；控制分站(8)设置在玻纤筒(6)旁在地表上，所述微电机(14)设置在玻纤筒(6)的密封盖(15)内测，微电机(14)通过提升钢丝(12)连接微核磁传感器(5)，激光测距传感器(18)和控制分站(8)通过供电信号线(13)和地下电缆(7)有线连接，控制分站(8)与微核磁传感器(5)、激光测距传感器(18)通过供电信号线(13)和地下电缆(7)有线连接；

所述信号传输系统包括地面监控中心(11)、地面基站(9)、供电信号线(13)；其中地面监控中心(11)、地面基站(9)与控制分站(8)之间通过5G无线连接。

2.根据权利要求1所述的基于核磁传感器的围海造陆地基含水量监测系统，其特征在于：所述控制分站(8)包括通讯天线(16)和控制处理器(17)，通讯天线(16)用以实现5G无线信号(10)的收发，控制处理器(17)用以实现信号编译、程序控制和数据存储功能。

3.根据权利要求1所述的基于核磁传感器的围海造陆地基含水量监测系统，其特征在于：所述微核磁传感器(5)外直径为200mm，玻纤筒(6)内直径为230mm，外直径260mm，所述设置有微核磁传感器(5)的玻纤筒(6)有多组布置在充填地基(4)中，每两组微核磁传感器(5)之间的安装间距应小于10m，玻纤筒(5)的顶部露出充填地基(4)，用密封盖(15)遮挡。

4.根据权利要求1所述的基于核磁传感器的围海造陆地基含水量监测系统，其特征在于：所述微核磁传感器(5)包括永磁铁(19)和信号接收装置，永磁铁(19)外侧设有线圈(20)，线圈(20)与供电通讯线(13)连接，其中永磁铁(19)向周围发出静磁场(21)，线圈(20)用于射频脉冲，信号接收装置用于接收外接反馈的核磁共振信号。

5.一种使用上述任一权利要求所述基于核磁传感器的围海造陆地基含水量监测系统的监测方法，其特征在于步骤如下：

a、在浅海(3)的淤泥(2)上堆积充填地基(4)，之后对充填地基(4)进入排水，然后对整个充填地基(4)进行规划，在充填地基(4)上设计微核磁传感器(5)监测密度，由于微核磁传感器(5)的监测范围小于5cm，因此相邻微核磁传感器之间的距离需要小于10m以保证区域测量精度；

b、在堆积地基(4)中钻直径为270mm的钻孔，钻孔打至浅海的淤泥(2)底部，将装有微核磁传感器(5)的玻纤筒(6)插入钻孔，将玻纤筒(6)装入钻孔，并在玻纤筒(6)内放入通过提升钢丝(12)连接的微核磁传感器(5)和微电机(14)，之后通过密封盖(15)的通电接口接入埋设好的地下电缆(7)，并拧紧密封盖(15)防止进水；

c、玻纤筒(6)安装完成后调整微核磁传感器(5)；

d、调整好微核磁传感器(5)后，设置监控微核磁传感器(5)工作状态并实时检测充填地基(4)中的含水情况；

e、充填地基(4)构建后进行长期的排水作业中，地面监测中心(11)每日监测并分析充填地基(4)的含水量分布情况，并根据充填地基(4)的含水量分布情况绘制地基三维含水量分布图；结合充填地基(4)的含水量随时间的变化，从而预测出充填地基(4)含水量降低到预设要求的时间。