一种利用感应同步器监测倾倒型崩塌的分级预警系统的制作方法

本发明涉及地质灾害监测预警领域，特别涉及一种利用感应同步器监测倾倒型崩塌的分级预警系统。

背景技术：

随着经济的发展，公路、铁路的建设以及城市生活生产范围的扩大，人类的生命与财产安全越来越多的受到崩塌危岩体的威胁，然而，减轻崩塌危岩体造成损失的最有效的措施是对崩塌危岩体变形进行监测与预警。

对崩塌危岩体的监测研究由来已久，监测方法也有很多种，最传统的方法是人类利用标尺直接测量崩塌危岩体后缘拉张裂缝的宽度变化，该方法虽然直观简单，但测量精度较差、不能实时记录宽度变化、在测量过程中具有一定的危险性。

随着科学技术的发展，声发射监测系统、超声波位移传感器、三维激光扫描技术等一些新型技术被应用到了崩塌危岩体的监测中，这些技术虽然采集数据方便，但由于抗干扰能力弱而造成测量精度较低，另外，成本高昂，不能很好地在实际工程中推广使用。

倾倒型崩塌失稳时最显著的特征是突发性，崩塌从进入加速变形到完全失稳经历的时间很短，另外，倾倒型崩塌在失稳之前主要表现为危岩体向临空面的旋转以及后缘拉张裂缝的扩张，因此，有必要对倾倒型崩塌危岩体发生的角位移与线位移进行精细监测，并依此做出相应预警。

技术实现要素：

本发明的目的是在于解决现有背景技术的不足之处，而提供一种利用感应同步器监测倾倒型崩塌的分级预警系统，本发明实现并建立了数据的无线交互网络，具有实时监测、非接触性测量、精度高、抗干扰能力强、防破坏等优点。

本发明是由数个直线式感应同步器、数个旋转式感应同步器、第一无线传输模块、第二无线传输模块、监测处理主机、预警分析系统和预警发布系统组成，数个直线式感应同步器和数个旋转式感应同步器分别固定设置在岩体的裂缝两侧，数个直线式感应同步器分别与第一无线传输模块无线连接，数个旋转式感应同步器分别与第二无线传输模块无线连接，第一无线传输模块和第二无线传输模块分别与监测处理主机无线连接，监测处理主机、预警分析系统和预警发布系统依次无线连接；

直线式感应同步器包括直线式定子、直线式转子和数个固定支座，直线式定子通过固定支座固定设置在裂缝上端的稳定基岩上，直线式转子通过固定支座固定设置在裂缝上端的危岩体上；

旋转式感应同步器包括旋转式定子、旋转式转子和数个固定支座，旋转式定子通过固定支座固定设置在裂缝下端的稳定基岩上，旋转式转子通过固定支座固定设置在裂缝下端的危岩体上。

本发明的工作原理和过程：

工作时，数个直线式感应同步器用于监测崩塌危岩体在裂缝上端不同位置的宽度变化，数个旋转式感应同步器用于监测崩塌危岩体在裂缝下端向临空面倾倒过程中的旋转角度变化，第一无线传输模块和二无线传输模块分别将数个直线式感应同步器和数个旋转式感应同步器的监测数据实时地传输给监测处理主机，监测处理主机将对监测数据进行汇总整理，并将整理数据绘制成曲线后传输给预警分析系统，预警分析系统将监测曲线与预警级别模型进行比较，分析判断出崩塌发生的方向与预警等级，预警发布系统将预警等级发送至相关负责人或周围居民。

本发明的有益效果：

1)本发明能实时监测，测量精度高，抗干扰能力强，非接触性测量，结构简单，可根据需要任意接长，能在恶劣的气候环境中正常工作，直线式感应同步器和旋转式感应同步器不仅能够准确监测危岩体在崩塌过程中裂缝宽度的变化情况，而且还能有效地测量危岩体在倾倒过程中的旋转角度；

2)本发明通过无线传输模块将监测数据发送给监测处理主机，监测处理主机对监测数据进行汇总整理，实现对数据的图形化，可以直观形象地反映崩塌危岩体的变形过程，建立危岩体倾倒变形的时空关系，从而准确地监测危岩体的倾倒趋势；

3)本发明的预警分析系统将累计线位移、累计角位移、线速度、角速度的变化趋势与预警级别模型进行比较与分析，综合判断出预警等级，预警发布系统将预警等级相应的预警信号发送给相关负责人和预报给周围居民。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。

图2是本发明工作示意图。

图3是本发明第一实施例的平面结构示意图。

图4是本发明预警级别模型的线位移-时间关系曲线示意图。

图5是本发明预警级别模型的角位移-时间关系曲线示意图。

A-注意级(蓝色预警信号)、B-警示级(黄色预警信号)、C-警戒级(橙色预警信号)、D-警报级(红色预警信号)、T-时间、D-累计位移。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，本发明是由数个直线式感应同步器1、数个旋转式感应同步器2、第一无线传输模块3、第二无线传输模块4、监测处理主机5、预警分析系统6和预警发布系统7组成，数个直线式感应同步器1和数个旋转式感应同步器2分别固定设置在岩体的裂缝8两侧，数个直线式感应同步器1分别与第一无线传输模块3无线连接，数个旋转式感应同步器2分别与第二无线传输模块4无线连接，第一无线传输模块3和第二无线传输模块4分别与监测处理主机5无线连接，监测处理主机5、预警分析系统6和预警发布系统7依次无线连接；

直线式感应同步器1包括直线式定子11、直线式转子12和数个固定支座13，直线式定子11通过固定支座13固定设置在裂缝上端的稳定基岩82上，直线式转子12通过固定支座13固定设置在裂缝上端的危岩体81上；

旋转式感应同步器2包括旋转式定子21、旋转式转子22和数个固定支座13，旋转式定子21通过固定支座13固定设置在裂缝下端的稳定基岩83上，旋转式转子22通过固定支座13固定设置在裂缝下端的危岩体84上；

直线式感应同步器1的数量为四，旋转式感应同步器2数量为二。

本发明的工作原理和过程：

参阅图1、图2、图3、图4和图5所示，工作时，数个直线式感应同步器1用于监测崩塌危岩体在裂缝上端不同位置的宽度变化，数个旋转式感应同步器2用于监测崩塌危岩体在裂缝下端向临空面倾倒过程中的旋转角度变化，第一无线传输模块3和二无线传输模块4分别将数个直线式感应同步器1和数个旋转式感应同步器2的监测数据实时地传输给监测处理主机5，监测处理主机5将对监测数据进行汇总整理，并将整理数据绘制成曲线后传输给预警分析系统6，预警分析系统6将监测曲线与预警级别模型进行比较，分析判断出崩塌发生的方向与预警等级，预警发布系统7将预警等级发送至相关负责人或周围居民。

预警分析系统7根据各监测点的累计位移、位移速度的变化趋势，建立了倾倒型崩塌预警级别模型，各级别及其相应的特征如下：

注意级A(蓝色预警信号)：危岩体处于变形初期，累计位移较小，位移速度不均匀；

警示级B(黄色预警信号)：危岩体进入等速变形阶段，位移速度保持不变，累计位移逐渐增大；

警戒级C(橙色预警信号)：危岩体进入等速变形后期，位移速度略微增大，累计位移随之增大；

警报级D(红色预警信号)：危岩体进入加速变形阶段，位移速度明显增大，累计位移明显增大。