[发明专利]一种振弦传感器自动采集装置、及系统

说明书

本申请提供的一种振弦传感器自动采集装置、及系统，包括：MCU控制单元；振弦传感器管理单元，用于连接多路标准或非标准的振弦传感器，并对一或多路的振弦传感器进行切换选择，以采集对应的振弦式传感参数信息；调节单元，用于远程调节，以适配不同种类振弦传感器；通信单元，提供多种有线与无线通信方式；用于通信连接各振弦传感器或云平台；通信总线，用于级联其他采集装置；测温单元，用于检测各振弦传感器的温度；GNSS定位单元，用于对各振弦传感器同步测量，实现GIS管理。本申请通过合理的位置安装，可实现集中与分布式混合自动化监测系统，大大减少了监测电缆敷设，在降低系统成本的同时，提高了系统可靠性、可维护性、作业效率，可保证作业安全。

技术领域

本申请涉及振弦传感器自动采集技术领域，特别是涉及一种振弦传感器自动采集装置、及系统。

背景技术

现代施工就是信息化施工，施工过程中需要对多种岩土等参数进行测量，测量计算的结果为现场安全风险管控提供数据支撑，但是传统的人工监测手段成本高，效率低，一致性差，已经跟不上新时代要求；在现代城市建设方面，随着城市化进程加剧，其规模越来越大，地铁、市政等大型地下基础设施建设大幅增加，地下空间建设造成的土体扰动、水土流失等引发的次生灾害逐年提升；随着城市立交、轨道交通、隧道桥梁等基础设施和建筑物保有量越来越多，大量建(构)物常年缺乏有效监测，累积形成大型城市特有的系统性风险；受各种自然因素(如地震、台风、降水等)和人为因素影响，山体滑坡、土地沉降等地质灾害频发，伴生水库渗漏、矿井倒塌等安全事故，造成人员伤亡和财产损失，社会对此类事件关注度高、包容度低。

为了解决上述问题，目前使用了多种监测技术，监测内容包括、岩土位移、轴力、应力、沉降、深层土体位移与分层沉降、土压力、锚杆应力、渗压、水位等等。

采用高精度光电测量系统、装置与GNSS监测设备，在技术层面能够很好的解决地面监测的全部要求；但是对岩体、墙体或土体内部要素监测手段，如土压、应力、水位、渗压等测量方法，主要使用传统的振弦传感器，仍然采用人工读数的方法获取参数，因此需要使用自动化采集方式提高工作效率；而最新的光纤光栅传感器，能够用于岩土体内部要素测量，但存在安装困难、使用成本高、维护困难等问题。

鉴于越来越高的监测信息要求和日益高涨的人工成本，已经投入了大量精力发展自动化监测；现阶段，对关键点信息监测，是将多种分散的智能仪器、设备和传感器安装在监测区域，采用多种手段完成多个参数的测量。

归纳目前振弦传感器监测应用的痛点在于：

(1)振弦传感器分散分布，安装位置现场环境恶劣，人员不易达到，检测费时费力，对从业人员要求高，监测数据管理麻烦；

(2)为了减低监测人员的作业风险，人工检测时，常常需要将传感器线缆敷设到作业方便区域，这样线缆敷设工作量、成本与现场线缆保护是个不可回避的难题；

(3)已经开展的振弦传感器自动化采集系统，现有方法可以称为集中式自动化监测，是将所有振弦传感器信号电缆加到足够长，然后沿岩(墙)体和地面引入到集中的接线机柜；在机柜内部设置振弦信号采集主机、接口扩展单元、通信单元、供电单元、防雷单元等；这样的自动化方案，线缆敷设距离长、施工难度高、线路保护困难、系统脆弱(完全集中造成)，自动化成本高，监测单位感觉这样的系统“不敢用”(展开困难)、“不好用”(现场线路经常受施工影响损坏)、“用不起”(电缆敷设维护的成本可能比自动化设备更贵)。

(4)集中式自动监测系统另外一个缺点是对接入的振弦传感器适配性，兼容系统推荐厂家的传感器没问题，但对其他非推荐振弦传感器兼容不佳。

(5)集中式自动监测系统无法感知振弦传感器设备位置，这样无法实现GIS管理；

面对上述这些问题，如何通过便捷实用、性价比高的科技手段实现振弦传感器的自动化采集，获取实时、准确的监测数据，是需要解决的问题。

发明内容