一种基于双互感等值电压的地下三维位移测量系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双互感等值电压的地下三维位移测量系统与方法。包括现场测量装置和远程监控系统，现场测量装置主要由N个传感单元和地下位移信息汇总单元通过电源线和通信线串接而成；N个传感单元串接后连接在地下的不动层和地面之间；每一个传感单元包括PVC套筒、空心圆柱线圈、磁芯圆柱线圈和PCB板组成；相邻两个传感单元组成一个测量单元，经相对基准单元的空心圆柱线圈和磁芯圆柱线圈与相对位移单元的空心圆柱线圈相配合测量得到相对水平位移、相对垂直位移。本发明专利技术能获得从地表至地下深部的岩土变形情况和具体坐标值，完成测量区域内从地表至地下深部的岩土体变形的三维分布式测量及远程监控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双互感等值电压的地下三维位移测量系统与方法
本专利技术涉及了一种地下位移测量系统与方法，尤其是涉及一种基于感等值电压检测原理的地下三维位移测量系统与方法。
技术介绍
我国是地质灾害发生最为频繁的国家之一，地质灾害种类繁多、分布广泛、活动频繁、危害严重。据统计，各类地质灾害在我国平均每年造成1000多人死亡，经济损失上百亿元，防灾减灾费用极其庞大，严重制约着灾害多发地区的社会经济的可持续发展，威胁着广大人民的生命财产安全。地下位移监测是地质灾害和岩土工程变形监测的重要内容，是准确检测灾害体的地下位移信息及地质结构参数的变化动态、确定潜在滑移面进而研究成灾现状、发展趋势及防灾预报的关键性技术方法。目前国内外主要运用测斜仪、引伸计、沉降仪、BOTDR等测量技术对地下岩土体单一方向的变形进行监测。其中，测斜仪由于结构简单、可靠性较高，广泛应用于滑体的地下水平位移测量，但该监测方法效率较低，每次测量均需人工读数，易造成险情漏报；且周围岩土体变形过大时，易造成测斜管过度弯曲、管体不畅，导致测斜探头无法正常在测斜管内正常滑动而终止测量。沉降仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双互感等值电压的地下位移三维测量系统，包括现场测量装置和远程监控系统，现场测量装置和远程监控系统之间通过无线通讯网络连接，其中：所述的现场测量装置主要由N个集成式地下位移测量传感单元(1)和一个地下位移信息汇总单元通过电源线和通信线串接而成；N个集成式地下位移测量传感单元(1)串接后连接在地下的不动层(7)和地面之间；其特征在于：/n每一个集成式地下位移测量传感单元(1)主要由外部的PVC套筒(12)、空心圆柱线圈(13)、磁芯圆柱线圈(14)和PCB板(15)组成，空心圆柱线圈(13)和磁芯圆柱线圈(14)均安装在PVC套筒(12)内部，空心圆柱线圈(13)位于PVC套筒(12)...

【技术特征摘要】
1.一种基于双互感等值电压的地下位移三维测量系统，包括现场测量装置和远程监控系统，现场测量装置和远程监控系统之间通过无线通讯网络连接，其中：所述的现场测量装置主要由N个集成式地下位移测量传感单元(1)和一个地下位移信息汇总单元通过电源线和通信线串接而成；N个集成式地下位移测量传感单元(1)串接后连接在地下的不动层(7)和地面之间；其特征在于：
每一个集成式地下位移测量传感单元(1)主要由外部的PVC套筒(12)、空心圆柱线圈(13)、磁芯圆柱线圈(14)和PCB板(15)组成，空心圆柱线圈(13)和磁芯圆柱线圈(14)均安装在PVC套筒(12)内部，空心圆柱线圈(13)位于PVC套筒(12)内表面周围，磁芯圆柱线圈(14)位于空心圆柱线圈(13)中间，且空心圆柱线圈(13)、磁芯圆柱线圈(14)和PVC套筒(12)三者同一中心轴；PCB板(15)设置在PVC套筒(12)轴向的中部。


2.根据权利要求1所述的一种基于双互感等值电压的地下位移三维测量系统，其特征在于：所述PCB板(15)上集成设有MCU、正弦波发生电路、双互感电压测量电路、姿态测量电路和485通信电路等模块；空心圆柱线圈(13)和磁芯圆柱线圈(14)分别经第一模拟开关、第二模拟开关和电源连接，空心圆柱线圈(13)经第一模拟开关后分别第一正弦波发生电路、双互感电压测量电路，双互感电压测量电路经A/D转换电路连接到MCU，磁芯圆柱线圈(14)经第二模拟开关和第二正弦波发生电路连接，第一正弦波发生电路、第二正弦波发生电路和姿态测量电路均直接到MCU，姿态测量电路和MCU均连接到电源，MCU和地下位移信息汇总单元的主机(8)之间通过485通信线(4)通信连接。


3.根据权利要求1所述的一种基于双互感等值电压的地下位移三维测量系统，其特征在于：所述的地下位移信息汇总单元包括主机(8)，主机(8)包括MCU主控电路、485总线驱动模块、GPS测量模块和远程通讯模块；MCU主控电路连接485总线驱动模块、GPS测量模块和远程通讯模块，MCU主控电路对485总线驱动模块、GPS测量模块和远程通讯模块的三个模块进行连接和监控，MCU主控电路通过485通信总线(4)向各个地下位移测量集成传感单元(1)发出控制信号，通过远程通讯模块向远程监控系统的上位机(9)发送地下变形的测量信息。


4.根据权利要求1所述的一种基于双互感等值电压的地下位移三维测量系统，其特征在于：现场测量装置和远程监控系统之间通过无线网络(10)无线通信连接，现场测量装置的测量结果通过无线网络(10)传输至远程监控系统。


5.根据权利要求1所述的一种基于双互感等值电压的地下位移三维测量系统，其特征在于：所述的远程监控系统主要由远程接收装置和上位机(9)组成，远程接收装置一端连接接收天线，另一端连接上位机(9)，在上位机(9)通过换算绘制得到测量区域内从地表至地下深部的岩土变形情况和具体坐标值，实现从地表至地下深部的岩土体变形的三维分布式远程测量。


6.根据权利要求1所述的一种基于双互感等值电压的地下位移三维测量系统，其特征在于：相邻两个集成式地下位移测量传感单元(1)组成一个测量单元，以下方的集成式地下位移测量传感单元(1)为相对基准单元，以上方的集成式地下位移测量传感单元(1)为相对位移单元；每一个测量单元中，经相对基准单元的空心圆柱线圈(13)和磁芯圆柱线圈(14)与相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：申屠南瑛，李青，施阁，王丰，王胜，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33