[发明专利]一种用于隧道在建期的实时在线自动化监测系统

说明书

本发明提供了一种用于隧道在建期的实时在线自动化监测系统，包括三维位移传感器、数据采集器和云平台；数据采集器与三维位移传感器连接，通过三维位移传感器获取的监测点的位移变化信息，并将信息储存发送至云平台。本发明有益效果：通过优化的结构设计，实现了隧道围岩收敛监测设备的快速、简洁化安装，同时系统的可回收利用设计有利于成本的节约；通过以高精度、低功耗、低漂移的三轴加速度传感器为基础研发的三轴位移传感器以及多种无线传输技术、云技术，实现了对隧道在建期围岩收敛的高精度、实时在线监测。

技术领域

本发明属于建期隧道收敛监测技术领域，尤其是涉及一种用于隧道在建期的实时在线自动化监测系统。

背景技术

在隧道施工作业中，由于工程所处地质条件复杂多变，尤其是长大隧道的地质信息更是难以掌握，施工条件比地面建筑要差的多，施工人员生命及财产都受到极大的威胁.因此,在隧道施工期,需要采用一系列的观测与测试方法来获得隧道的收敛信息,并将其反馈于设计和施工,以修改施工参数和调整施工措施及对施工的变形进行分析、预测和处置。

在当前的隧道收敛监测中，主要使用精密水准测量法、三角高程刚量法进行人工监测。此方法需在只能在隧道停止施工的情况下进行测量，无法做到连续监测，这样无法反应隧道收敛的实时状态和及时预防意外情况发生；当遇到监测结果超过预警值时，需增大测量频次，除对施工进度产生一定影响外也增大了观测的劳动强度。此外，由于隧道施工环境中含有大量的粉尘、噪声等污染，会对观测人员的身心健康产生一定的影响。

针对上述问题，目前尚未提出有效的自动化监测解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于隧道在建期的实时在线自动化监测系统，解决了由于通过人工对隧道围岩收敛量测导致的工作效率低、数据量小对事故不能进行及时预警等技术问题，以及隧道施工环境对人工观测人员身心健康存在影响的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于隧道在建期的实时在线自动化监测系统，包括三维位移传感器、数据采集器和云平台；

数据采集器与三维位移传感器连接，通过三维位移传感器获取的监测点的位移变化信息，并将信息储存发送至云平台。

进一步的，还包括传感器固定装置，三维位移传感器通过传感器固定装置安装在待监测的隧道围岩；

传感器固定装置包括安装板以及传感器卡子，传感器卡子通过安装板固定在隧道围岩上；

传感器卡子包括两个卡爪，两个卡爪之间形成用于固定传感器的夹持部；

两个所述卡爪内侧设有限位凸起。

进一步的，三维位移传感器设置不少于一个，不少于一个三维位移传感器通过传感器卡子固定在隧道围岩上；

三维位移传感器之间通过数据线连接后与数据采集器相连。

进一步的，三维位移传感器包括电源LDO降压芯片、RS485转换芯片、32位ARM嵌入式处理器、传感器基准稳压芯片、MEMS三维传感器芯片，防水防爆外壳和防水航空插头。

进一步的，数据采集器包括RS485接口、RS232接口，通过与数字输出传感器连接，读取位移传感器获取的信息；

还包括32位ARM嵌入式处理器，对读取到数据进行整合，处理和发送上报；

还包括实时时钟模块，用一个为处理器提供实时时钟功能，还用于定时向服务器上报数据；

还包括数据存储模块，通过SD卡和/或Nand Flash进行存储，用于存储设置参数以及采集到的历史数据信息。

进一步的，数据采集器还包括无线传输设备，无线传输设备用于将数据采集器采集的数据向云平台发送；