一种智能监测土工格栅及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种智能监测土工格栅及其制备方法，属于边坡安全技术领域，包括土工格栅本体，土工格栅本体包括纵横交错的纤维条，横向和纵向的纤维条上均间距的嵌装有温度监测组件，温度监测组件包括相互连接的温度传感器和无线传感控制芯片。制备方法包括以下步骤：首先，预铺纤维丝束；然后，在纤维束上涂刷树脂胶体，待固化之后二次涂刷；最后，待二次树脂胶体固化之后将温度传感器和带有包裹层的无线传感控制芯片嵌入纤维束，进行合模、养护、拆模，形成土工格栅。通过温度传感器接收到的温度差可得到温度异常的部分即是发生渗漏的部位，通过无线传感控制芯片可将温度信号通过无线传输方式输送，省去了大量引线，从而节约了施工成本。了施工成本。了施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种智能监测土工格栅及其制备方法


[0001]本专利技术涉及边坡安全
，特别是涉及一种智能监测土工格栅及其制备方法。

技术介绍

[0002]堤坝、土质边坡由于自身特性、人为活动影响以及长期受到户外环境影响等多方面影响，土质必然会发生松动开裂、产生一定的变形或是渗漏，甚至有可能出现崩塌滑坡等重大破坏。如果灾害一旦发生，那必然会对经济发展、人身安全等方面都产生巨大影响，传统手段上对于堤坝和边坡的监测常用人工监测方式，这种方法不仅效率低下，而且对堤坝边坡的含水量及稳定性监测不能实时反应，往往发生了较为严重的损坏才会被发现，不适应现代科学管理的要求。
[0003]为此，专利号为“201911001059.1”，专利名称为“一种可监测边坡变形的土工格栅”提出了一种能够监测边坡变形的土工格栅，包括土木格栅和光纤光栅传感器，土木格栅为多条平行的纵向碳纤维束和多条平行的横向碳纤维束交叉形成的网格状结构，土木格栅内嵌入有光纤光栅传感器，土木格栅与电阻测量装置相连，光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪相连。利用碳纤维的电阻特性和光纤光栅的波长特性对岩土体内部应变进行监测。但上述专利虽然实现了对边坡的变形进行了监测，但无法监测边坡是否存在渗漏。为此，专利号为“202111185411.9”，专利名称为“一种用于监测土地内部位移、应变和温度的系统及方法”中又公开了一种内置有温度传感器的土工格栅，通过监测边坡内的温度，从而可表征何处发生渗漏。但上述土工格栅，温度传感器需要通过大量的引线与外界连接，导致施工工程量大，增加施工成本。/>
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种智能监测土工格栅及其制作方法，通过在土工格栅内嵌入有无线传感控制芯片和温度传感器，温度传感器接收到的温度差可得到温度异常的部分即是发生渗漏的部位，无线传感控制芯片可将温度信号通过无线传输方式输送，省去了大量引线，从而节约了施工成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术公开了一种智能监测土工格栅，包括土工格栅本体，所述土工格栅本体包括纵横交错的纤维条，横向和纵向的纤维条沿其延长方向上均间距的嵌装有温度监测组件，所述温度监测组件包括相互连接的温度传感器和无线传感控制芯片。
[0006]优选地，所述纤维条为玻璃纤维束。
[0007]优选地，每个所述纤维条的端头均连接有电阻测量装置。
[0008]优选地，所述电阻测量装置为电子万用表。
[0009]优选地，所述温度传感器为数字式温度传感器。
[0010]优选地，所述无线传感控制芯片为无源超高频RFID芯片。
[0011]还公开了一种智能监测土工格栅的制备方法，包括以下步骤：首先，在模具中预铺纤维丝束，保证纤维丝束顺直且平行排列；然后，在纤维束上均匀涂刷树脂胶体，待树脂胶体固化之后二次涂刷树脂胶体；最后，待二次树脂胶体固化之后将温度传感器和带有包裹层的无线传感控制芯片嵌入到上述经过处理的纤维束当中，进行合模、养护、拆模，最终形成土工格栅。
[0012]优选地，将浸润过第一遍树脂胶体的纤维束放在养护箱中加热固化，成型后清除多余胶体。
[0013]优选地，所述纤维束为玻璃纤维束，所述树脂胶体为环氧树脂胶体。
[0014]优选地，在纤维束的端头使用导电银胶黏贴铜片，然后将所述铜片上通过所述导线与所述电阻测量装置连接。
[0015]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0016]1.本专利技术通过在土工格栅内嵌入有无线传感控制芯片和温度传感器，通过温度传感器接收到的温度差可得到温度异常的部分即是发生渗漏的部位，通过无线传感控制芯片可将温度信号通过无线传输方式输送，省去了大量引线，从而节约了施工成本。
[0017]2.本专利技术通过将土工格栅的纤维条的端头与电阻测量装置连接，通过电阻测量装置测得的电阻值即可计算出纤维条受力时的电阻率，进而得知边坡的应变情况和变形部位。
[0018]3.本专利技术能够克服传统的人工检测方式和传统传感器存在的诸多不足和限制，具有精确性、稳定性、高效性和及时性，低成本、低功耗、高集成、小型化、无线通信的优势。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为土工格栅的结构透视图；
[0021]图2为纤维条内部结构图。
[0022]附图标记说明：1、土工格栅本体；2、温度传感器；3、无线传感控制芯片；4、纤维束。
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]实施例1
[0025]本实施例提供了一种智能监测土工格栅，如图1至图2所示，包括土工格栅本体1，土工格栅本体1包括纵横交错的纤维条，横向和纵向的纤维条上沿其延长方向上均间距内嵌装有温度监测组件，即横向的纤维条上沿其横向延长方向间距内嵌装有温度监测组件，纵向的纤维条沿其纵向延长方向间距内嵌装有温度监测组件，温度监测组件包括相互连接
的温度传感器2和无线传感控制芯片3。
[0026]工作原理：
[0027]将土工格栅本体1铺设在土质边坡内，土工格栅本体1上的温度传感器2时刻监测边坡内的温度，当温度传感器2监测到边坡内某一处温度出现温度异常，温度传感器2会将信号传递给无线传感控制芯片3，然后由无线传感控制芯片3呈无线信号传输出去，代表此处发生了渗漏，因为采用了无线传输信号，因此省去了大量引线，降低了施工成本。
[0028]本实施例中，如图1至图2所示，纤维条为玻璃纤维条。其理化性能极具稳定，并具有强度大、模量高，很高的耐磨性和优异的对寒性，无长期蠕变，热稳定性好。当然上述只是最优的实施方案，限位条也可为其他材质的限位条，如碳纤维条。
[0029]进一步，本实施例中，如图1至图2所示，每个纤维条的端头均连接有电阻测量装置，以使本土工格栅本体1也具有监测边坡变形的功能。具体原理：哪一条纤维条发生了电阻变化，说明哪一条纤维条受到了土地挤压变形，而将所有发生变化的横向纤维条和纵向纤维条综合，便可知土工格栅本体1上哪个区域的边坡出现了变形。
[0030]本实施例中，如图1至图2所示，电阻测量装置为电子万用表，以提高测量精度和准确性。
[0031]本实施例中，如图1至图2所示，温度传感器2为数字式温度传感器，以保证监测的稳定性和灵敏度。
[0032]本实施例中，如图1至图2所示，无线传感控制芯片3为无源超高频RFID芯片。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能监测土工格栅，其特征在于，包括土工格栅本体，所述土工格栅本体包括纵横交错的纤维条，横向和纵向的纤维条沿其延长方向上均间距的嵌装有温度监测组件，所述温度监测组件包括相互连接的温度传感器和无线传感控制芯片。2.根据权利要求1所述的一种智能监测土工格栅，其特征在于，所述纤维条为玻璃纤维束。3.根据权利要求2所述的一种智能监测土工格栅，其特征在于，每个所述纤维条的端头均连接有电阻测量装置。4.根据权利要求3所述的一种智能监测土工格栅，其特征在于，所述电阻测量装置为电子万用表。5.根据权利要求1所述的一种智能监测土工格栅，其特征在于，所述温度传感器为数字式温度传感器。6.根据权利要求5所述的一种智能监测土工格栅，其特征在于，所述无线传感控制芯片为无源超高频RFID芯片。7.一种如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：董彦莉，吕沛松，郑利锋，赵致艺，张兆鹏，张晓双，张洪萍，冯浩然，张浩东，王浩杰，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：