[发明专利]一种基于压力传感技术的河道崩岸实时监测装置

摘要

本发明公开了一种基于压力传感技术的河道崩岸实时监测装置，包括压力感应模块，中央处理模块，数据传输模块，电力供应模块；所述压力感应模块包括用于测量崩退宽度的水平和/或倾斜线型压力感应模块，所述中央处理模块能够将压力感应模块传输的压力值通过预先设定的算法转化为岸线的崩退宽度数据，并对数据进行储存；所述数据传输模块用于将河岸崩退距离信息传送至远程终端。本发明装置利用土体，水体和空气的密度差异以及压力传感技术，建立起岸线崩退宽度与河岸一定埋深处垂直于河道方向上的若干压力测点数据的相关关系，并将上述压力测点数据转化为岸线崩退宽度数据进行实时储存、传送至远程终端，实现了崩岸监测的智能化和信息化。

主权项

1.一种基于压力传感技术的河道崩岸实时监测装置，其特征在于，包括：压力感应模块，用于测量压力感应模块所埋河岸环境承载的压力；中央处理模块，至少用于根据包括压力感应模块所埋河岸环境承载的压力在内的数据计算河岸崩退距离；数据传输模块，用于将河岸崩退距离信息传送至远程终端；以及电力供应模块，用于给压力感应模块、中央处理模块和数据传输模块供电；所述压力感应模块包括以垂直于河道方向埋于岸顶且近似平行于岸顶顶面的水平线型压力感应模块，和/或垂直于河道方向埋于岸坡且近似平行于岸坡坡面的倾斜线型压力感应模块；所述中央处理模块，包括：参数存储部，至少存储监测频率ν、水平线型压力感应模块中片状压力传感器个数N、倾斜线型压力感应模块中片状压力传感器个数N＇、压力感应模块中片状压力传感器的布设密度ρ、倾斜线型压力感应模块的倾斜角度α、崩岸系数R，其中R取值为37.7％＜R＜69.8％；岸顶压力数据存储及压力数据编号部，用于存储埋于岸顶的水平线型压力感应模块中的片状压力传感器测得的压力数据，同时按照所述模块中片状压力传感器从远水端向近水端的物理排列顺序对对应压力数据进行顺次编号，得到岸顶压力数据序列Ⅰ；岸坡压力数据存储及压力数据编号部，用于存储埋于岸坡的倾斜线型压力感应模块中的片状压力传感器测得的压力数据，同时按照所述模块中片状压力传感器从远水端向近水端的物理排列顺序对对应压力数据进行顺次编号，得到岸坡压力数据序列Ⅰ＇；岸顶传感器压力数据排序部，用于在岸顶压力数据序列Ⅰ中找出岸顶传感器压力数据序列中的最大压力值；岸坡传感器压力数据排序部，用于在岸坡压力数据序列Ⅰ＇中找出岸坡传感器压力数据序列中的最大压力值；岸顶崩岸段传感器个数统计部，包括岸顶第一选择部，岸顶第二选择部，岸顶第三选择部，岸顶统计部；岸顶第一选择部，用于在岸顶压力数据序列Ⅰ中选出压力小于或等于崩岸系数R与岸顶传感器压力数据中的最大压力值之积的岸顶压力数据，形成岸顶压力数据集合Ⅱ；岸顶第二选择部，用于在上述岸顶压力数据集合Ⅱ中选出至少一个编号连续的岸顶压力数据序列；岸顶第三选择部，用于进一步在上述至少一个编号连续的岸顶压力数据序列中选出编号平均值最大的岸顶压力数据序列Ⅲ；岸顶统计部，用于统计岸顶压力数据序列Ⅲ中数据个数n；岸坡崩岸段传感器个数统计部，包括岸坡第一选择部，岸坡第二选择部，岸坡第三选择部，岸坡统计部；岸坡第一选择部，用于在岸坡压力数据序列Ⅰ＇中选出压力小于或等于崩岸系数R与岸坡传感器压力数据中的最大压力值之积的岸坡压力数据，形成岸坡压力数据集合Ⅱ＇；岸坡第二选择部，用于在上述岸坡压力数据集合Ⅱ＇中选出至少一个编号连续的岸坡压力数据序列；岸坡第三选择部，用于进一步在上述至少一个编号连续的岸坡压力数据序列中选出编号平均值最大的岸坡压力数据序列Ⅲ＇；岸坡统计部，用于统计岸坡压力数据序列Ⅲ＇中数据个数n＇；河岸崩退距离计算部，用于确定岸顶崩岸段传感器个数m：当水平线型压力感应模块中片状压力传感器个数N＝0时，m＝0，当N≠0时，m＝n；用于确定岸坡崩岸段传感器个数m＇：当倾斜线型压力感应模块中片状压力传感器个数N＇＝0时，m＇＝0，当N＇≠0时，m＇＝n＇；用于将岸顶崩岸段传感器个数m、岸坡崩岸段传感器个数m＇、压力感应模块中片状压力传感器的布设密度ρ、倾斜线型压力感应模块的倾斜角度α代入公式S＝m/ρ+sinα·m＇/ρ计算河岸崩退距离S；控制部，用于控制中央处理器模块的各个部件的工作；暂存部，用于暂时存放中央处理模块各部件采集或计算出的数据。