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一种隧道裂缝实时监控系统技术方案

技术编号:20953302 阅读:32 留言:0更新日期:2019-04-24 08:07
本实用新型专利技术一种隧道裂缝实时监控系统,包括滑尺测距仪和弹簧深度计,其中滑尺测距仪固定在隧道裂缝的两端,滑尺自由伸缩可以反映隧道裂缝宽度的变化,通过设置在滑尺与固定柱之间的压力传感器进行数据记录;弹簧深度计探测隧道裂缝的深度变化,并通过所连接的压力传感器记录隧道裂缝深度的变化数据;所设置的单片机采集两个压力传感器的压力数据,并通过所连接的无线单元将隧道的宽度和深度数据发送给监视终端,监视终端通过所设置的存储器进行存储,并通过显示器进行实时显示;以此来实现对隧道现场的裂缝的远程监控;本实用新型专利技术结构简单,价格较低,以较低的成本实现了对隧道裂缝的数据读取及远程监控。

A Real-time Monitoring System for Tunnel Cracks

The utility model relates to a real-time monitoring system for tunnel cracks, which comprises a slider range finder and a spring depth gauge, in which the slider range finder is fixed at both ends of the tunnel crack, and the free expansion of the slider can reflect the change of the tunnel crack width, and the data are recorded by a pressure sensor set between the slider and the fixed column; the spring depth gauge detects the change of tunnel crack depth and passes through it. The connected pressure sensor records the change data of tunnel crack depth; the set MCU collects the pressure data of the two pressure sensors, and transmits the tunnel width and depth data to the monitoring terminal through the connected wireless unit. The monitoring terminal stores the tunnel crack depth data through the set memory and displays it in real time through the display device, so as to realize the real-time display of the tunnel site. The utility model has the advantages of simple structure and low price, and realizes the data reading and remote monitoring of tunnel cracks at low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种隧道裂缝实时监控系统
本技术属于隧道工程应用领域,具体涉及一种隧道裂缝实时监控系统。
技术介绍
随着我国隧道工程建设的不断进行,我国隧道通车里程已稳居世界第一。隧道衬砌裂缝是运营隧道中经常出现的问题,其具有潜伏期长,需要长期观察的特点,一旦裂缝发展为不可控的贯通性裂缝将会对隧道结构安全造成极大的影响,严重的甚至可以导致隧道结构失效。一座隧道往往出现数十条乃至上百条裂缝,这些裂缝的长度,深度,宽度以及危害性各不相同,需要对这些裂缝进行长期的观察和细致记录才能针对不同的情况采取适宜的措施。目前隧道裂缝的观察和记录,主要通过监测人员的肉眼观察,以及人工手持的各种检测仪器进行检测,效率低,工作量大。遇到位于拱顶或较高处的裂缝时,对其的观测往往需要对隧道的交通进行管制,对交通造成极大的影响,十分的不方便。针对隧道裂缝数量多,需要长期观测和分析的特点,通过对隧道裂缝较为全面的定点观察和实时数据传输处理以及实现监控人员的实时监控是本领域所急需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种隧道裂缝实时监控系统,以解决现有监测方法中效率低、工作量大以及无法实现实时监测的问题。为了实现上述目的,本技术所采用的技术方案为:一种隧道裂缝实时监控系统,包括隧道裂缝信息采集模块和数据传输模块;所述隧道裂缝信息采集模块包括滑尺测距仪和弹簧深度计,滑尺测距仪包括固定尺和可伸缩的滑尺,滑尺滑动设置在固定尺的内部;滑尺的两端设置有固定柱,两个固定柱分别固定在隧道裂缝的两侧,且其中一个固定柱与滑尺之间设置有压力传感器;弹簧深度计包括一端伸入至隧道裂缝处的测针,测针的另一端刚性连接有弹簧,弹簧的另一端与固定尺的外壁相抵,且在弹簧与固定尺的连接部设置有压力传感器;所述数据传输模块包括与压力传感器连接的单片机,单片机连接有无线单元,单片机采集压力传感器的数据,并通过无线单元传送至终端显示。进一步的,所述滑尺设置在固定尺的内部,且滑尺的外壁与固定尺的内壁之间设置有若干滚珠。进一步的,所述滑尺的中部位置设置有弹簧,且弹簧处于压缩状态。进一步的,所述弹簧深度计的弹簧处于压缩状态。进一步的,所述固定尺和滑尺的外壁均设置有刻度线。进一步的,所述测针的直径为0.1mm~2mm。进一步的,所述隧道裂缝信息采集模块还包括灯光报警器,所述灯光报警器连接单片机,灯光报警器响应单片机进行灯光报警。进一步的,还包括PC终端,所述PC终端连接有无线单元,并通过无线单元接收隧道裂缝信息采集模块的数据。进一步的,所述无线单元为第GPRS模块,其型号为Motorola公司的G20系列GPRS模块。进一步的,所述压力传感器的型号为HX711;单片机的型号为AT89S52。与现有技术相比,本技术至少具有如下有益效果:本技术一种隧道裂缝时间监控系统,滑尺测距仪固定在隧道裂缝的两端,可以伸缩的滑尺跟随隧道裂缝宽度的变化,通过设置在滑尺与固定尺之间的压力传感器进行数据记录;弹簧深度计探测隧道裂缝的深度变化,并通过所连接的压力传感器记录隧道裂缝深度的变化数据;所设置的单片机采集两个压力传感器的压力数据,并通过所连接的无线单元将隧道的宽度和深度数据发送给监视终端,监视终端通过所设置的存储器进行存储,并通过显示器进行实时显示;以此来实现对隧道现场的裂缝的远程监控;本技术结构简单,价格较低,以较低的成本实现了对隧道裂缝的数据读取及远程监控。进一步的,通过所设置的若干的滚珠,实现滑尺在固定尺内的自由滑动,这样隧道的宽度发生变化时,滑尺通过其中部设置的弹簧实现相对位移,从而实现对隧道裂缝的跟随运动,由此对压力传感器施加的压力变化产生变化,从而实现了将隧道裂缝的宽度变化转化为压力数据进行记录;将弹簧设置在一个预压缩的状态,可以保证滑尺对隧道裂缝宽度的跟随变化。进一步的,同样地,将弹簧深度计的弹簧设置为压缩状态,这样可以保证弹簧深度计能够很好地隧道裂缝深度进行跟随变化。进一步的,在滑尺和固定尺上设置刻度线,这样现场的工作人员可以进行现场的数据读取,方便了工作人员的现场核查。进一步的,所设置的多种尺寸的测针,可以根据隧道裂缝实际宽度情况选择进行合理的选择,提高了裂缝深度测量的精度和准确性。进一步的,所设置的灯光报警器可以响应单片机进行灯光报警,可以提醒车辆和行人进行避让,以及便于检修人员快速定位并进行加固处理。进一步的,GPRS模块具有很好的稳定性和及时性,可以很好的实现隧道裂缝监测信息的实时同步功能,借助PC终端可以很好的实现远程监控,极大的方便了对隧道裂缝的监测,减少了工作量。附图说明图1为本技术的组成框图;图2是本技术的隧道裂缝信息采集模块的结构示意图;图3是本技术的滑尺测距仪的结构示意图;图4是本技术的滑尺测距仪的局部放大图;图5是滑尺测距仪中滑尺与固定尺连接的示意图;图6是本技术的弹簧深度计的结构示意图;图7是本技术的单片机的信号流转图;图8是本技术的信息传输预警系统示意图;图中,1-隧道衬砌,2-膨胀螺栓,3-固定柱,4-滑尺,5-固定尺,6-压力传感器,7-信号线,8-灯光报警器,9-单片机,10-测针,11-弹簧,12-刻度线,13-滚珠。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步介绍。参照图1,本技术一种隧道裂缝实时监控系统,包括隧道裂缝信息采集模块和信息传输预警系统两个部分。参照图2,隧道裂缝信息采集模块包括采集裂缝宽度信息的滑尺测距仪、采集裂缝深度信息的弹簧深度计,灯光报警器8以及单片机9,其工作原理及其相关过程如下:位于滑尺测距仪一端和弹簧深度计一端的压力传感器6受到弹簧11压力的变化而产生相应的压力信号,信号经由信号线7传递至单片机9,经单片机9后再传递至GPRS无线模块,利用GPRS网络向远程PC终端发送数据。参照图3,滑尺测距仪包括滑尺4和固定尺5,滑尺4内嵌在固定尺5内,并且能够自由滑动,滑尺4的两端设置有固定柱3,通过固定柱3将滑尺测距仪固定在隧道裂缝的两侧;在滑尺4的一端与固定柱3的连接处设置有压力传感器6,压力传感器6用于采集滑尺测距仪的压力变化,并将所采集的压力数据通过所连接的数据处理单元发送至远程终端;在本技术中,压力传感器6的数量为1个,即滑尺4的单端与固定柱3的连接处设置有压力传感器6,滑尺4的另一端直接与固定柱3固定连接。如图5所示,固定尺5的内部镂空设置,用于穿插滑尺4,在固定尺5的镂空内部设置有若干的滚珠13,滚珠13分布在滑尺4与固定尺5的内壁之间,使得滑尺4能够近乎无摩擦地在固定尺5的内部自由滑动,以此来实现滑尺4与固定尺5的滑动连接;固定尺5的内部镂空尺寸设置合适,能够对滑尺4形成限位,避免滑尺4在固定尺5内的晃动;滑尺4的中部位置设置有弹簧11,通过弹簧11实现了滑尺4的自由伸缩,这样当滑尺4因为隧道裂缝宽度产生变化时,便会挤压弹簧11,使得滑尺4与固定尺5之间的相对位置发生变化;在工作时,根据隧道裂缝的位置首先将一根固定柱3通过膨胀螺栓2固定在裂缝旁边的隧道衬砌上,然后对滑尺4的另一端施加一定的压力使得弹簧11压缩到一个阈值,之后将这端的固定柱3通过膨胀螺栓2固定在隧道衬砌1上;由于压力传感器6只能测出压力的变化,所以要预先对滑尺4施加一定的预压力使得其弹簧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道裂缝实时监控系统,其特征在于,包括隧道裂缝信息采集模块和数据传输模块;所述隧道裂缝信息采集模块包括滑尺测距仪和弹簧深度计,滑尺测距仪包括固定尺(5)和可伸缩的滑尺(4),滑尺(4)滑动设置在固定尺(5)的内部;滑尺(4)的两端设置有固定柱(3),两个固定柱(3)分别固定在隧道裂缝的两侧,且其中一个固定柱(3)与滑尺(4)之间设置有压力传感器(6);弹簧深度计包括一端伸入至隧道裂缝处的测针(10),测针(10)的另一端刚性连接有弹簧(11),弹簧(11)的另一端与固定尺(5)的外壁相抵,且在弹簧(11)与固定尺(5)的连接部设置有压力传感器(6);所述数据传输模块包括与压力传感器(6)连接的单片机(9),单片机(9)连接有无线单元,单片机(9)采集压力传感器(6)的数据,并通过无线单元传送至终端显示。

【技术特征摘要】
1.一种隧道裂缝实时监控系统,其特征在于,包括隧道裂缝信息采集模块和数据传输模块;所述隧道裂缝信息采集模块包括滑尺测距仪和弹簧深度计,滑尺测距仪包括固定尺(5)和可伸缩的滑尺(4),滑尺(4)滑动设置在固定尺(5)的内部;滑尺(4)的两端设置有固定柱(3),两个固定柱(3)分别固定在隧道裂缝的两侧,且其中一个固定柱(3)与滑尺(4)之间设置有压力传感器(6);弹簧深度计包括一端伸入至隧道裂缝处的测针(10),测针(10)的另一端刚性连接有弹簧(11),弹簧(11)的另一端与固定尺(5)的外壁相抵,且在弹簧(11)与固定尺(5)的连接部设置有压力传感器(6);所述数据传输模块包括与压力传感器(6)连接的单片机(9),单片机(9)连接有无线单元,单片机(9)采集压力传感器(6)的数据,并通过无线单元传送至终端显示。2.如权利要求1所述的一种隧道裂缝实时监控系统,其特征在于,所述滑尺(4)设置在固定尺(5)的内部,且滑尺(4)的外壁与固定尺(5)的内壁之间设置有若干滚珠(13)。3.如权利要求1所述的一种隧道裂缝实时监控系统,其特征在于,所述滑尺(4)的中部位置设置有弹簧(1...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨桃陆钰铨姚顺意秦祎文王修领郭昊天原朝玮张远航周冬辉杨治军
申请(专利权)人:长安大学
类型:新型
国别省市:陕西,61

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