一种隧道下穿既有地物沉降监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隧道下穿既有地物沉降监测装置及监测方法，包括监测主机，监测主机上设有显示屏和声光报警器，监测主机内腔安装控制电路板，还包括多个光纤光栅传感器、位移传感器和压力传感器，多个光纤光栅传感器、位移传感器和压力传感器均与监测主机连接，本发明专利技术工作原理简单，智能化程度高，能够实时监测既有地物沉降信号，一旦沉降值超过正常值立即发出预警信号，且测量的沉降值精度高，确保了既有地物和隧道安全。既有地物和隧道安全。既有地物和隧道安全。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道下穿既有地物沉降监测装置及监测方法


[0001]本专利技术涉及沉降监测
，具体为一种隧道下穿既有地物沉降监测装置及监测方法。

技术介绍

[0002]目前隧道施工中，普遍存在隧道的侧壁下沉的问题，隧道中侧壁的下沉可能引发隧道及周边既有地物的重大安全风险或事故。
[0003]传统的既有地物沉降监测方法精度较低，且监测数据较少，不能实时监测，也不能发现隧道和既有地物的沉降趋势，因此，有必要进行改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种隧道下穿既有地物沉降监测装置及监测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，包括监测主机，所述监测主机上设有显示屏和声光报警器，所述监测主机内腔安装控制电路板，还包括多个光纤光栅传感器、位移传感器和压力传感器，多个所述光纤光栅传感器、位移传感器和压力传感器均与监测主机连接，多个所述光纤光栅传感器均布于隧道内壁，所述位移传感器和压力传感器分别安装于隧道顶壁；
[0006]所述压力传感器包括上板、底板和传感器本体，所述上板中心开设凹槽，所述凹槽内卡接传感器本体，且所述传感器本体顶部突出至凹槽外部，所述底板设置于上板下方，且所述上板与底板之间安装减震组件，所述减震组件包括多根导向杆和减震弹簧，所述减震弹簧套设于导向杆外部。
[0007]优选的，本申请提供的一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，其中，所述控制电路板上安装中央处理器、传感信号采集放大器、光纤光栅解调仪、存储器、报警单元、比较单元和信号传输单元，所述传感信号采集放大器输入端分别连接位移传感器和压力传感器，所述传感信号采集放大器输出端连接中央处理器，所述存储器、报警单元、比较单元分别连接中央处理器，多个光纤光栅传感器通过光纤传输网络连接光纤光栅解调仪输入端，所述光纤光栅解调仪输出端连接中央处理器，所述中央处理器通过信号传输单元连接后台监控终端。
[0008]优选的，本申请提供的一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，其中，所述传感信号采集放大器包括运算放大器A和运算放大器B，所述运算放大器A正极输入端通过电阻A连接传感信号采集端，所述运算放大器A负极输入端通过电阻B接地，所述运算放大器A控制端通过电阻C连接输出端，所述运算放大器A输出端和运算放大器B正极输入端之间连接电阻D，所述运算放大器B负极输入端通过电阻E接地，所述运算放大器B输出端通过电阻F连接信号输出端。
[0009]优选的，本申请提供的一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，其中，所述信号传输
单元采用ZigBee技术进行无线传输。
[0010]优选的，本申请提供的一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，其中，所述光纤光栅传感器设置6
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8个。
[0011]优选的，本申请提供的一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，其中，其监测方法包括以下步骤：
[0012]A、位移传感器、压力传感器分别采集沉降位移信号和隧道顶板压力信号；
[0013]B、传感信号采集放大器对采集的位移信号和压力信号精确放大后传输至中央处理器；
[0014]C、光纤光栅传感器获取既有地物沉降的变化量，以光波长为载体，通过光纤传输系统传至光纤光栅解调仪，由信号处理器进行处理分析，获取物理量变化数据，并将信号传递给中央处理器；
[0015]D、中央处理器对接收到的位移信号、压力信号和沉降变化量信号转换为数字信号后传输至比较单元与预设的正常值进行比较；
[0016]E、一旦监测到异常数据信号，立即发出报警信号，并发送至后台监控终端。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术工作原理简单，智能化程度高，能够实时监测既有地物沉降信号，一旦沉降值超过正常值立即发出预警信号，且测量的沉降值精度高，确保了既有地物和隧道安全；其中，采用的传感信号采集放大器抗干扰能力强，能够提高传感信号的采集精度，进一步提高沉降监测精度；另外，本专利技术采用压力传感器减震性能好，能够提高压力采集精度，进一步提高了沉降监测精度。
附图说明
[0018]图1为本专利技术结构示意图；
[0019]图2为本专利技术控制原理框图；
[0020]图3为本专利技术压力传感器结构示意图；
[0021]图4为本专利技术传感信号采集放大器原理图；
[0022]图中：述监测主机1、显示屏2、声光报警器3、控制电路板4、光纤光栅传感器5、位移传感器6、压力传感器7、中央处理器8、传感信号采集放大器9、光纤光栅解调仪10、存储器11、报警单元12、比较单元13、信号传输单元14、上板15、底板16、传感器本体17、凹槽18、导向杆19、减震弹簧20。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第
二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]请参阅图1
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3，本专利技术提供一种技术方案：一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，包括监测主机1，所述监测主机1上设有显示屏2和声光报警器3，所述监测主机1内腔安装控制电路板4，还包括多个光纤光栅传感器5、位移传感器6和压力传感器7，多个所述光纤光栅传感器5、位移传感器6和压力传感器7均与监测主机1连接，多个所述光纤光栅传感器5均布于隧道内壁，光纤光栅传感器设置6
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8个，所述位移传感器6和压力传感器7分别安装于隧道顶壁；压力传感器包括上板15、底板16和传感器本体17，所述上板15中心开设凹槽18，所述凹槽18内卡接传感器本体17，且所述传感器本体17顶部突出至凹槽18外部，所述底板16设置于上板15下方，且所述上板15与底板16之间安装减震组件，所述减震组件包括多根导向杆19和减震弹簧20，所述减震弹簧20套设于导向杆19外部。本专利技术采用压力传感器减震性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，包括监测主机(1)，其特征在于：所述监测主机(1)上设有显示屏(2)和声光报警器(3)，所述监测主机(1)内腔安装控制电路板(4)，还包括多个光纤光栅传感器(5)、位移传感器(6)和压力传感器(7)，多个所述光纤光栅传感器(5)、位移传感器(6)和压力传感器(7)均与监测主机(1)连接，多个所述光纤光栅传感器(5)均布于隧道内壁，所述位移传感器(6)和压力传感器(7)分别安装于隧道顶壁；所述压力传感器包括上板(15)、底板(16)和传感器本体(17)，所述上板(15)中心开设凹槽(18)，所述凹槽(18)内卡接传感器本体(17)，且所述传感器本体(17)顶部突出至凹槽(18)外部，所述底板(16)设置于上板(15)下方，且所述上板(15)与底板(16)之间安装减震组件，所述减震组件包括多根导向杆(19)和减震弹簧(20)，所述减震弹簧(20)套设于导向杆(19)外部。2.根据权利要求1所述的一种隧道下穿既有地物沉降监测装置，其特征在于：所述控制电路板(4)上安装中央处理器(8)、传感信号采集放大器(9)、光纤光栅解调仪(10)、存储器(11)、报警单元(12)、比较单元(13)和信号传输单元(14)，所述传感信号采集放大器(9)输入端分别连接位移传感器(6)和压力传感器(7)，所述传感信号采集放大器(9)输出端连接中央处理器(8)，所述存储器(11)、报警单元(12)、比较单元(13)分别连接中央处理器(8)，多个光纤光栅传感器(5)通过光纤传输网络(15)连接光纤光栅解调仪(10)输入端，所述光纤光栅解调仪(10)输出端连接中央处理器(8)，所述中央处理器(8)通过信号传输单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞，张立群，徐彬，康凯，张建瑛，李元博，李少刚，蒋明学，朱晨，游宇澄，王晨光，任忠钊，魏沛泽，王子艺，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：