一种基于光纤传感的山体灾害监测及报警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于光纤传感的山体灾害监测及报警装置，包括振动监测单元、数据采集单元和控制中心单元，所述振动监测单元包括若干个监测机构，所述监测机构包括若干个通过光纤依次连接的光纤光栅传感器，山体的底部边缘均布设置若干个宽带光源，所述山体的顶端设置所述数据采集单元，所述山体表面铺设所述监测机构，所述监测机构的一端连接所述宽带光源，所述监测机构的另一端连接所述数据采集单元，所述控制中心单元包括工业控制计算机和GPRS模块，所述数据采集单元包括光纤光栅网络分析仪。可以对山体落石等灾害进行全方位监测，并能对灾害发生地区工作人员进行提醒，应对落石等灾害可以提前反应，并且能够减少山体灾害对设备的损坏。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及山地灾害监测
，具体涉及一种基于光纤传感的山体灾害监测及报警装置。
技术介绍
山体灾害包括很多种类，如洪水、滑坡、落石、山林火灾等，对于人类的生产生活造成巨大的损失，但是人类与山体的联系非常密切，对于山体灾害并不能远离，因此需要对山体的灾害进行监测报警，来降低财产损失和人员伤亡。特别是针对旅游景点的山体来说，大多面对的山体灾害是泥石流、滑坡和落石，而对于山洪和山林火灾并不常见，因此对于泥石流、滑坡和落石的监测是旅游区山体灾害监测的重点。光纤传感技术始于1977年，伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，光纤传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。从杭州物联网暨传感技术应用论坛了解到，光纤传感技术已广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源 环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域有着广阔的市场。世界上已有光纤传感技术上百种，诸如温度、压力、流量、 位移、振动、转动、弯曲、液位、速度、加速度、声场、电流、电压、磁 场及辐射等物理量都实现了不同性能的传感。目前少有光纤传感技术应用在山体监测上。申请号为201410036419.2的技术公开了一种山洪泥石流地质灾害监控预警装置及方法。监控预警装置由1 ～ n 个编号的野外传感装置和一个终端报警装置组成，野外传感装置按离终端报警装置的距离由远到近依次顺序编列，终端报警装置对野外传感装置进行传输控制和信号采集。野外传感装置的传感器为多传感器组合，终端报警装置以无线通信接力传输方式采集野外传感装置的信号并进行控制，根据需要对野外传感装置的传感控制器中的通电控制模块进行间断供电控制，按照接力传输无线通信方式与野外传感装置进行传输控制。该装置能够对山洪泥石流进行监测，但是野外传感装置包括功能较多，结构复杂造价昂贵，而且主要是针对山洪泥石流监测，无法满足景区山体灾害监测的要求。申请号为201510042319.5的技术公开了一种山地灾害监测预测及预警系统，其特征在于：该系统包括数据采集系统、数据传输系统、数据处理中心、预警系统；数据采集系统用于采集相关数据信息并通过数据传输系统传输至数据处理中心，数据处理中心将传来的数据进行分析处理及入库，预警系统根据数据处理中心的处理结果判断是否进行预警操作。该技术可以做到对景区山体灾害的监测，但是结构复杂，布线困难且监测精度较低。且该系统装置在遭遇山体灾害时容易受损，不能对后续造成监测，也使得每次受灾之后的重建投入较大，不宜推广使用。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是提供一种基于光纤传感的山体灾害监测及报警装置，结构简单，可以对山体滑坡、落石等灾害进行全方位监测，并能对灾害发生地区工作人员进行提醒，应对落石等灾害可以提前反应，减少人员伤亡，并且能够减少山体灾害对设备的损坏，保证受灾时仍能继续监测，为山体的变化情况持续提供数据。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种基于光纤传感的山体灾害监测及报警装置，包括振动监测单元、数据采集单元和控制中心单元，所述振动监测单元包括若干个监测机构，所述监测机构包括若干个通过光纤依次连接的光纤光栅传感器，山体的底部边缘均布设置若干个宽带光源，所述山体的顶端设置所述数据采集单元，所述山体表面铺设所述监测机构，所述监测机构的一端连接所述宽带光源，所述监测机构的另一端连接所述数据采集单元，所述数据采集单元与控制中心单元连接，所述控制中心单元包括工业控制计算机和GPRS模块，所述数据采集单元包括光纤光栅网络分析仪。进一步的，所述振动监测单元设置在所述山体的地面下方30cm。进一步的，所述光纤光栅传感器采用光纤光栅加速度传感器，所述光纤光栅传感器设置在传振硬板下方，所述传振硬板顶部设置刺突。进一步的，所述传振硬板的一侧设置导能机构，所述导能机构水平设置在所述山体上。进一步的，所述导能机构包括导能铝线，所述导能铝线表面设置防腐保护层。进一步的，所述光纤上设置线路伸缩器，所述线路伸缩器包括盒体，所述盒体两端设置进口和出口，所述盒体内设置圆柱形的气囊，所述光纤缠绕在所述气囊上，所述气囊表面设置石墨粉。本技术提供了一种旅游区山体灾害远程监测系统，特别针对的是土石混合材质的景区山体，该类山体容易发生落石、滑坡现象，对游人造成伤害。振动监测单元通过宽带光源发出光信号在光纤内传播，当光在传递至光纤光栅传感器受到震动时，波长会发生变化，实现对振动信息的监测，数据采集单元可将光信号转换为电信号，并将数据发送至控制中心单元，对监测数据进行处理计算出是否监测到振动和具体位置。监测机构采用若干个，由山顶铺设至山下，多个监测机构足以将监测网络覆盖整个山体，且该种结构在发生泥石流、滑坡等事故时，泥土冲击力度的方向与监测机构的铺设方向一致，可以最大程度的减少泥土对监测机构的冲击，这样在发生灾害时，最大程度的保证了监测机构的完好性，可以对灾后的山体继续进行监测，利于救援的展开，也使得灾害对监测设备损坏降至最小，利于灾后重建监测系统。每个宽带光源的距离可以为50至500米，距离越大施工成本越低，但是监测的精度会下降。光纤光栅网络分析仪检测到波长的变化并将波长信号转换为相应的电信号，同时传送给控制中心单元。工业控制计算机对监测数据进行处理计算出是否监测到振动和具体位置，并在监测到灾害时通过GPRS模块将报警信息发送至现场工作人员，对游客进行提醒或疏散。为了对振动监测单元进行保护，将其掩埋在地面以下30厘米深度，还能减少空气内传播的振动对其造成的影响。光纤光栅传感器采用光纤光栅加速度传感器，光纤光栅加速度传感器大多是通过质量块来对微小振动进行采集，并将振动传递至光纤光栅，引起波长变换，对振动采集更加精准。传振硬板可以提高振动能量的收集，能够采集到微小振动，导能机构对每两个相邻监测机构之间的地带进行振动能量传递，能够延伸光纤光栅传感器的监测范围，利于控制成本。线路伸缩器对振动监测单元进行保护，当遇到滑坡时可以对光纤起到缓冲作用，避免本大量泥土冲击导致光纤或光纤光栅传感器断裂，也可以在四季温度变化时进行热胀冷缩补偿。该装置的使用方法包括如下步骤：1）将若干个光纤光栅传感器通过光纤依次连接制得监测机构，将监测机构铺设在山体上，并使其输入端连接宽带光源，输出端连接光纤光栅网络分析仪；2）将光纤光栅网络分析仪与控制中心单元的工业控制计算机信号连接；3）宽带光源发出信号，光纤光栅网络分析仪检测到信号波长的变化并将波长信号转换为相应的电信号，工业控制计算机对接收到的电信号进行处理，计算出相应的波长值，从而计算出对应的光纤光栅传感器监测到的振动信息；4）对振动信息进行分析，当出现某个光纤光栅传感器监测到振动，并之后的半分钟内在山体该位置的下方的光纤光栅传感器监测到振动，则判断出现落石、泥石流、或洪水灾害；5）控制中心单元发送报警信息至对应的现场工作人员，提示发生灾害地带或灾害地带下方的游人进行躲避。光纤光栅传感器监测到振动信息，当某个传感器监测到振动后，若30秒内该位置下方的传感器也监测到振动信息，说明有物体在山体的该位置滚落，意味着出现落石、滑坡等灾害，此时控制中心单元将报警信息发送至对应地点的工作人员手机当中，提醒发生灾害地点及下方的游人进行躲避。本技术的有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤传感的山体灾害监测及报警装置，其特征在于：包括振动监测单元、数据采集单元和控制中心单元，所述振动监测单元包括若干个监测机构，所述监测机构包括若干个通过光纤依次连接的光纤光栅传感器，山体的底部边缘均布设置若干个宽带光源，所述山体的顶端设置所述数据采集单元，所述山体表面铺设所述监测机构，所述监测机构的一端连接所述宽带光源，所述监测机构的另一端连接所述数据采集单元，所述数据采集单元与控制中心单元连接，所述控制中心单元包括工业控制计算机和GPRS模块，所述数据采集单元包括光纤光栅网络分析仪。

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤传感的山体灾害监测及报警装置，其特征在于：包括振动监测单元、数据采集单元和控制中心单元，所述振动监测单元包括若干个监测机构，所述监测机构包括若干个通过光纤依次连接的光纤光栅传感器，山体的底部边缘均布设置若干个宽带光源，所述山体的顶端设置所述数据采集单元，所述山体表面铺设所述监测机构，所述监测机构的一端连接所述宽带光源，所述监测机构的另一端连接所述数据采集单元，所述数据采集单元与控制中心单元连接，所述控制中心单元包括工业控制计算机和GPRS模块，所述数据采集单元包括光纤光栅网络分析仪。2.如权利要求1所述的基于光纤传感的山体灾害监测及报警装置，其特征在于：所述振动监测单元设置在所述山体的地面下方30cm。3.如权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹长城，
申请(专利权)人：河南丹江大观苑旅游有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41