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一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，包括光源、光環(huán)形器、光開(kāi)關(guān)、光柵解調(diào)模塊、微處理器、傳輸光纖、無(wú)線發(fā)射模塊、電源模塊、壓力傳感器，所述光源在監(jiān)測(cè)裝置上，所述光環(huán)形器與光源連接，所述光開(kāi)關(guān)與光環(huán)形器連接，所述光柵解調(diào)模塊與光環(huán)形器連接，所述微處理器與光柵解調(diào)模塊連接，所述傳輸光纖通過(guò)壓力傳感器與光開(kāi)關(guān)連接，所述無(wú)線發(fā)射模塊與微處理器連接，所述電源模塊與微處理器連接。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有壓力監(jiān)測(cè)儀器不易做到的防水、防潮、防雷電、抗電磁干擾問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光電子地質(zhì)監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)滑坡的發(fā)生較為頻繁，嚴(yán)重威脅著國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全。而滑坡土壓力監(jiān)測(cè)是滑坡穩(wěn)定性研究的重要手段，通過(guò)對(duì)滑坡土壓力的監(jiān)測(cè)，為地質(zhì)災(zāi)害的防治提供可靠的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)滑坡災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)的目的。
[0003]目前，土壓力的監(jiān)測(cè)技術(shù)相對(duì)比較薄弱，很多監(jiān)測(cè)站需要人工現(xiàn)場(chǎng)采集信息，成本高，工作效率低，無(wú)法獲得土壓力變化的連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)，可以測(cè)量土壓力的傳感器為電類(lèi)傳感器，普遍存在線性度不高，對(duì)電磁的抗干擾能力不強(qiáng)，防水防潮性能差，不能進(jìn)行長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)，難以滿(mǎn)足災(zāi)害監(jiān)測(cè)的需要。由于光柵傳感技術(shù)具有靈敏度高、體積小、耐高溫、防水、防潮、防雷電、抗電磁干擾、傳輸距離遠(yuǎn)以及量程大、測(cè)值穩(wěn)定、能進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，因此采用光柵傳感器技術(shù)，研制具有高精度、實(shí)時(shí)采集和遠(yuǎn)程傳輸?shù)臏?zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置就顯得尤為重要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，以解決上述問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，包括光源、光環(huán)形器、光開(kāi)關(guān)、光柵解調(diào)模塊、微處理器、傳輸光纖、無(wú)線發(fā)射模塊、電源模塊、壓力傳感器，所述光源在監(jiān)測(cè)裝置上，所述光環(huán)形器與光源連接，所述光開(kāi)關(guān)與光環(huán)形器連接，所述光柵解調(diào)模塊與光環(huán)形器連接，所述微處理器與光柵解調(diào)模塊連接，所述傳輸光纖通過(guò)壓力傳感器與光開(kāi)關(guān)連接，所述無(wú)線發(fā)射模塊與微處理器連接，所述電源模塊與微處理器連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述的土壓力傳感器陣列由多個(gè)土壓力傳感器組成，壓力傳感器之間用傳輸光纖采用熔接方式連接起來(lái)，一個(gè)傳感器陣列為一個(gè)通道，四通道傳感器陣列布設(shè)在滑坡中，接收滑坡壓力信號(hào)，四通道傳感器陣列接入監(jiān)測(cè)儀器。
[0008]作為優(yōu)選,所述的光源產(chǎn)生的寬帶光入射光環(huán)行器的輸入口，經(jīng)其輸出口接光開(kāi)關(guān)的輸入口，光開(kāi)關(guān)的輸出接入土壓力傳感器陣列，寬帶光中和傳感器的中心波長(zhǎng)一致的光發(fā)生反射，反射光信號(hào)通過(guò)光環(huán)行器反射口送入光柵解調(diào)模塊，所述的光柵解調(diào)模塊將接收的光信號(hào)解調(diào)為電信號(hào)。
[0009]作為優(yōu)選，所述微處理器包括串口 UGP1的C 口、GP1的E 口、串口 2、串口 4、串口 3、液晶顯示、接存儲(chǔ)模塊和繼電器。
[0010]作為優(yōu)選，所述微處理器采用STM32微控制器組成，是監(jiān)測(cè)儀器的控制核心，其自帶串口 I用于采集光柵解調(diào)模塊的光柵波長(zhǎng)電信號(hào)，將采集的光柵當(dāng)前波長(zhǎng)和傳感器參數(shù)文件中的光柵初始波長(zhǎng)對(duì)比，分別計(jì)算出光柵壓力傳感器壓力光柵和溫補(bǔ)光柵中心波長(zhǎng)的偏移，從壓力光柵波長(zhǎng)的偏移中減去溫補(bǔ)光柵波長(zhǎng)的偏移，該波長(zhǎng)通過(guò)溫度校正只反映了傳感器所處環(huán)境的壓力，根據(jù)該波長(zhǎng)和壓強(qiáng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出光柵壓力傳感器所處環(huán)境的壓強(qiáng)，在通過(guò)壓力和壓強(qiáng)的關(guān)系，計(jì)算出壓力。
[0011]作為優(yōu)選，所述的微處理器的串口 3接存儲(chǔ)模塊，傳感器的參數(shù)、采集參數(shù)、波長(zhǎng)數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)以文件格式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中，當(dāng)監(jiān)測(cè)儀器工作時(shí)，從存儲(chǔ)模塊中讀取采集參數(shù)，以控制采集的時(shí)間間隔、監(jiān)測(cè)儀器的信息、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的信息，讀取傳感器參數(shù)，計(jì)算傳感器的壓力。
[0012]作為優(yōu)選，所述的微處理器的串口 4接液晶顯示，用于顯示人機(jī)界面，顯示參數(shù)的設(shè)置界面，測(cè)試波長(zhǎng)、壓力等數(shù)據(jù)列表及圖形顯示，微處理器的GP1的C 口用于控制繼電器的通斷，繼電器控制液晶、存儲(chǔ)模塊、光源、光開(kāi)關(guān)、波長(zhǎng)解調(diào)模塊、無(wú)線發(fā)射模塊電源的通斷，微處理器的GP1的E 口用于控制電源模塊，電源模塊產(chǎn)生監(jiān)測(cè)儀器需要的12V、9V、5V、
3.3V電壓。
[0013]作為優(yōu)選，所述的微處理器的串口 2接無(wú)線發(fā)射模塊，通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊將波長(zhǎng)信號(hào)和壓力信號(hào)通過(guò)GPRS信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)控制中心。
[0014]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有壓力監(jiān)測(cè)儀器不易做到的防水、防潮、防雷電、抗電磁干擾問(wèn)題，并通過(guò)波長(zhǎng)和壓力的計(jì)算關(guān)系，直接計(jì)算出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力，準(zhǔn)確獲取滑坡土壓力的數(shù)據(jù)，為地球動(dòng)力學(xué)、地質(zhì)災(zāi)害、地震預(yù)報(bào)、地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、工程地質(zhì)勘察提供一種便捷、自動(dòng)米集、傳輸?shù)囊环N地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)儀器。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為微處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0018]如圖1?2所示，一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，包括光源1、光環(huán)形器
2、光開(kāi)關(guān)3、光柵解調(diào)模塊4、微處理器5、傳輸光纖6、無(wú)線發(fā)射模塊7、電源模塊8、壓力傳感器9，所述光源I在監(jiān)測(cè)裝置上，所述光環(huán)形器2與光源I連接，所述光開(kāi)關(guān)3與光環(huán)形器2連接，所述光柵解調(diào)模塊4與光環(huán)形器2連接，所述微處理器5與光柵解調(diào)模塊4連接，所述傳輸光纖6通過(guò)壓力傳感器9與光開(kāi)關(guān)3連接，所述無(wú)線發(fā)射模塊7與微處理器5連接，所述電源模塊8與微處理器5連接。
[0019]作為優(yōu)選，所述的土壓力傳感器陣列由多個(gè)土壓力傳感器9組成，壓力傳感器9之間用傳輸光纖6采用熔接方式連接起來(lái)，一個(gè)傳感器陣列為一個(gè)通道，四通道傳感器陣列布設(shè)在滑坡中，接收滑坡壓力信號(hào)，四通道傳感器陣列接入監(jiān)測(cè)儀器。
[0020]作為優(yōu)選，所述的光源I產(chǎn)生的寬帶光入射光環(huán)行器2的輸入口，經(jīng)其輸出口接光開(kāi)關(guān)3的輸入口，光開(kāi)關(guān)3的輸出接入土壓力傳感器陣列，寬帶光中和傳感器的中心波長(zhǎng)一致的光發(fā)生反射，反射光信號(hào)通過(guò)光環(huán)行器2反射口送入光柵解調(diào)模塊4，所述的光柵解調(diào)模塊4將接收的光信號(hào)解調(diào)為電信號(hào)。
[0021]作為優(yōu)選，所述微處理器5包括串口 151、GP1的C 口 52、GP1的E 口 53、串口254、串口 455、串口 356、液晶顯示57、接存儲(chǔ)模塊58和繼電器59。
[0022]作為優(yōu)選，所述微處理器5采用STM32微控制器組成，是監(jiān)測(cè)儀器的控制核心，其自帶串口 151用于采集光柵解調(diào)模塊4的光柵波長(zhǎng)電信號(hào)，將采集的光柵當(dāng)前波長(zhǎng)和傳感器參數(shù)文件中的光柵初始波長(zhǎng)對(duì)比，分別計(jì)算出光柵壓力傳感器壓力光柵和溫補(bǔ)光柵中心波長(zhǎng)的偏移，從壓力光柵波長(zhǎng)的偏移中減去溫補(bǔ)光柵波長(zhǎng)的偏移，該波長(zhǎng)通過(guò)溫度校正只反映了傳感器所處環(huán)境的壓力，根據(jù)該波長(zhǎng)和壓強(qiáng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出光柵壓力傳感器所處環(huán)境的壓強(qiáng)，在通過(guò)壓力和壓強(qiáng)的關(guān)系，計(jì)算出壓力。
[0023]作為優(yōu)選，所述的微處理器5的串口 356接存儲(chǔ)模塊58，傳感器的參數(shù)、采集參數(shù)、波長(zhǎng)數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)以文件格式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊58中，當(dāng)監(jiān)測(cè)儀器工作時(shí)，從存儲(chǔ)模塊58中讀取采集參數(shù)，以控制采集的時(shí)間間隔、監(jiān)測(cè)儀器的信息、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的信息，讀取傳感器參數(shù)，計(jì)算傳感器的壓力。
[0024]作為優(yōu)選，所述的微處理器5的串口 455接液晶顯示57，用于顯示人機(jī)界面，顯示參數(shù)的設(shè)置界面，測(cè)試波長(zhǎng)、壓力等數(shù)據(jù)列表及圖形顯示，微處理器，5的GP1的C 口 52用于控制繼電器59的通斷，繼電器59控制液晶57、存儲(chǔ)模塊58、光源1、光開(kāi)關(guān)3、波長(zhǎng)解調(diào)模塊4、無(wú)線發(fā)射模塊7電源的通斷，微處理器5的GP1的E 口 53用于控制電源模塊8，電源模塊8產(chǎn)生監(jiān)測(cè)儀器需要的12V、9V、5V、3.3V電壓。
[0025]作為優(yōu)選，所述的微處理器5的串口 254接無(wú)線發(fā)射模塊7，通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊7將波長(zhǎng)信號(hào)和壓力信號(hào)通過(guò)GPRS信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)控制中心。
[0026]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有壓力監(jiān)測(cè)儀器不易做到的防水、防潮、防雷電、抗電磁干擾問(wèn)題，并通過(guò)波長(zhǎng)和壓力的計(jì)算關(guān)系，直接計(jì)算出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力，準(zhǔn)確獲取滑坡土壓力的數(shù)據(jù)，為地球動(dòng)力學(xué)、地質(zhì)災(zāi)害、地震預(yù)報(bào)、地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、工程地質(zhì)勘察提供一種便捷、自動(dòng)米集、傳輸?shù)囊环N地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)儀器。
[0027]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括光源、光環(huán)形器、光開(kāi)關(guān)、光柵解調(diào)模塊、微處理器、傳輸光纖、無(wú)線發(fā)射模塊、電源模塊、壓力傳感器，所述光源在監(jiān)測(cè)裝置上，所述光環(huán)形器與光源連接，所述光開(kāi)關(guān)與光環(huán)形器連接，所述光柵解調(diào)模塊與光環(huán)形器連接，所述微處理器與光柵解調(diào)模塊連接，所述傳輸光纖通過(guò)壓力傳感器與光開(kāi)關(guān)連接，所述無(wú)線發(fā)射模塊與微處理器連接，所述電源模塊與微處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的土壓力傳感器陣列由多個(gè)土壓力傳感器組成，壓力傳感器之間用傳輸光纖采用熔接方式連接起來(lái)，一個(gè)傳感器陣列為一個(gè)通道，四通道傳感器陣列布設(shè)在滑坡中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述微處理器包括串口(1)、GP10的C 口、GP1的E 口、串口(2)、串口(4)、串口(3)、液晶顯示、接存儲(chǔ)模塊和繼電器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述微處理器采用STM32微控制器組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)分布式滑坡土壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述控制器電路板為單片機(jī)控制電路。
【文檔編號(hào)】G01L1/24GK204007959SQ201420406366
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】田銀東 申請(qǐng)人:蘇州創(chuàng)維晟自動(dòng)化科技有限公司