[实用新型]一种隧道拱顶沉降的自动化监测装置及系统

说明书

本实用新型涉及一种隧道拱顶沉降的自动化监测装置及系统，该装置包括固定于基准点的光源、固定于隧道拱顶监测点的感光器以及通讯装置，所述感光器包括小孔成像装置和感光面板，所述通讯装置分别与所述光源、感光面板和服务器连接，所述通讯装置接收服务器的控制信号控制光源发出光线，所述光源发出的光线通过所述小孔成像装置在所述感光面板上形成光斑投影，所述感光面板获取光斑投影位置信息，并通过所述通讯装置发送至服务器。本实用新型能够实现隧道沉降的自动化、高频率、高精度、实时的监测，省去大量繁琐的人工测量步骤。

技术领域

本实用新型涉及一种隧道拱顶沉降的自动化监测装置及系统方法，属于测量仪器领域。

背景技术

随着设备公路、铁路基建的发展，隧道的在建和保有公里数越来越多，为了保证隧道施工、运营的安全，隧道的安全监测问题日益突出，需要对隧道拱顶沉降进行监测，目前对隧道沉降的监测普遍采用利用全站仪人工观测记录测量，测量监测时需对运营隧道实行封闭和交通管制等措施，在浪费大量社会资源的同时，对监测人员的人身安全也没有保证，并且人工测量受人为因素影响，测量精度低，数据无法实时传输；另外，也可采用静力水准仪，通过水压测量方式测量沉降，但这种测量方式受温度、大气压等影响，精度无法到达要求，不具备大面积使用推广的技术条件。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种隧道拱顶沉降的自动化监测装置及系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种隧道拱顶沉降的自动化监测装置，包括固定于基准点的光源、固定于隧道拱顶监测点的感光器以及通讯装置，所述感光器包括小孔成像装置和感光面板，所述通讯装置分别与所述光源、感光面板和服务器连接，所述通讯装置接收服务器的控制信号控制光源发出光线，所述光源发出的光线通过所述小孔成像装置在所述感光面板上形成光斑投影，所述感光面板获取光斑投影位置信息，并通过所述通讯装置发送至服务器。

本实用新型的有益效果是：由光源通过小孔成像装置在感光面板上形成光斑投影，根据感光面板的光斑投影位置信息确定光斑投影位置变化量，并根据光斑投影位置变化量确定监测点发生沉降时的位置变化，实现隧道沉降的自动化、高频率、高精度、实时的监测，省去大量繁琐的人工测量步骤。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述光源包括一个发光点或两个发光点；当光源包括两个发光点时，两个发光点的连线与所述感光面板平行。

进一步，所述光敏矩阵采用10*10感光CCD光敏矩阵，矩阵点的间距为10mm。

进一步，所述小孔成像装置采用开设有成像孔的遮光板，所述遮光板通过四周的连接柱与所述感光面板的感光侧连接。

进一步，所述连接柱长度为D，调节D值使光斑投影在感光面板上只覆盖一个矩阵点。

为实现上述实用新型目的，本实用新型还提供一种隧道拱顶沉降的自动化监测系统，包括至少一个上述的一种隧道拱顶沉降的自动化监测装置和服务器，所有所述自动化监测装置均与所述服务器连接；

所述服务器用于接收自动化监测装置发送的光斑投影位置信息；

当所述监测点发生沉降时，根据所述光斑投影位置信息确定光斑投影位置变化量，根据所述光斑投影位置变化量结合相似形原理确定监测点发生沉降时的位置变化。

进一步，当光源包括两个发光点，并且两个发光点的连线与所述感光面板平行时，服务器根据所述光斑投影位置信息确定两个发光点对应的光斑投影之间的距离和当监测点发生沉降时产生的第一光斑投影位移；根据所述两个发光点之间的距离、对应的光斑投影之间的距离和第一光斑投影位移确定监测点的沉降位移；