[发明专利]基于红外热成像与视频监控的突涌水无线监测装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于红外热成像与视频监控的突涌水无线监测装置及方法，所述装置包括施工台车以及设置在施工台车上的补光灯和红外‑视频一体化监测机构；红外‑视频一体化监测机构，包括：红外热成像探测元件、视频监控元件、第一连接件、第二连接件、旋转轴承、旋转底座和无线传输模块；本发明充分利用岩体与突涌水体热辐射差异，通过红外‑视频一体化监测装备，可实现岩体温度场变化的实时获取，圈定突涌水位置，实现了突涌水位置的预测；本发明通过一体化监测装备获取突涌水孔面积、突涌水角度及突涌水距离，并用相应的公式出计算突涌水量大小，并对突涌水量大小进行实时更正，同时基于灰色理论实现了突涌水态势的更准确预测预警。

技术领域

本发明涉及隧道突涌水灾害监测预警技术领域，特别涉及一种基于红外热成像与视频监控的突涌水无线监测装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

在隧道建设过程中，常常遭遇因断层破碎带、岩溶等引发的突涌水灾害，造成巨大的经济损失和人员伤亡，通过有效的监测预警是规避重大突涌水灾害发生的重要手段。

发明人发现，现有的方案中大多采用地球物理法进行突涌水的检测或者以微震为载体融合多元信息的实时监测技术，需要根据隧道突涌水灾害的地质及地球物理场前兆信息特征进行突涌水的分析，测试方案复杂且需要专业的设备，成本较高。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于红外热成像与视频监控的突涌水无线监测装置及方法，实现了隧道温度场和视频的一体化监测和实时获取，避免了因施工导致传输线缆破坏产生的监控中断。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种基于红外热成像与视频监控的突涌水无线监测装置。

一种基于红外热成像与视频监控的突涌水无线监测装置，包括：

施工台车以及设置在施工台车上的补光灯和红外-视频一体化监测机构；

红外-视频一体化监测机构，包括：红外热成像探测元件、视频监控元件、第一连接件、第二连接件、旋转轴承、旋转底座和无线传输模块；

红外热成像探测元件和视频监控元件均固定在第一连接件上，第一连接件与位于第二连接件上的旋转轴承连接以使得第一连接件绕旋转轴承在竖直切面内旋转，第二连接件与旋转底座件活动连接以使得第二连接件绕旋转底座在水平切面内旋转，旋转底座与无线传输模块连接。

作为可选的一种实现方式，第一连接件能够绕旋转轴承在竖直切面内360°旋转，第二连接件能够绕旋转底座在水平切面内360°旋转。

作为可选的一种实现方式，无线传输模块固定在旋转底座的底部。

作为可选的一种实现方式，第一连接件为倒角处理后的长方体结构或者正方体结构，第一连接件的中轴线开有用于容纳旋转轴承的通孔。

作为可选的一种实现方式，第二连接件为半球体结构，半球体结构上的弧面一侧开开有用于固定旋转轴承的凹槽。

进一步的，所述凹槽自半球体结构的一侧贯通到半球体结构的另一侧。

进一步的，凹槽自半球体结构的顶部贯通到半球体结构的底部。

本发明第二方面提供了一种基于红外热成像与视频监控的突涌水无线监测方法，利用本发明第一方面所述的监测装置，包括以下过程：

使用红外热成像探测元件对掌子面进行全范围监控，实时监测岩体温度场变化，当局部温度场较周围温度场的热辐射差异大于预设值时，判定该处可能是突涌水发生位置，圈定此突涌水发生位置；