一种基于pni磁传感阵列的山体滑坡监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型一种基于PNI磁传感阵列的山体滑坡监测装置，属于磁定位和山体滑 坡监测领域。
【背景技术】
[0002] 山体滑坡严重威胁人民的生命财产安全，破坏建筑、公路、铁路等设施，给国家造 成了巨大的经济损失，是我国最为严重的地质灾害之一。山体滑坡的成因复杂，包括地震、 地壳运动、降水、河流冲刷、地下水活动、人为因素等，预测困难。因此，对山体滑坡进行实 时监测很有必要。常用的山体滑坡监测方法主要有；宏观异常观测经验法（根据动物异常 反应、地表物明显位移、地陷、地裂等进行观测）、物探法、位移测量法、水位异常分析法、GPS 定位法、航测遥感法和地声法等，但上述监测方法和仪器大都相应存在有监测预报的有效 性和时效性较差、操作结构和实施程序复杂等不足。另外在现有技术中，比如基于光纤光栅 传感器的山体滑坡监测装置、利用天然电磁波研制的DTY型地电探测仪等该些监测方法及 装置普遍存在成本高、部分设备架设困难等多种缺陷，在实际应用中具有很大局限性。高精 度、低成本、能自动化实时测量的滑坡体监测装置仍具有广阔的市场前景。基于上述缺点， 开发出一套成本低、精度高、能自动化实时显示的山体滑坡监测装置显得尤为重要。
【发明内容】
[0003] 本实用新型一种基于PNI磁传感阵列的山体滑坡监测装置，采用该探测装置进行 山体滑坡监测，不仅可明显的监测到山体滑坡的存在，同时比传统的基于位移传感器等具 有更加方便的安装。该装置具备良好的可操作性，降低误测的概率。
[0004] 本实用新型所采用的技术方案是：
[0005] 一种基于PNI磁传感阵列的山体滑坡监测装置，包括传感器阵列、信号处理与通 讯装置、PC上位机，W及位于山体滑坡层的永磁体，传感器阵列连接信号处理与通讯装置， 信号处理与通讯装置连接PC上位机。所述传感器阵列包括多套完全一样的PNI磁传感器 模块、每套PNI磁传感器模块的各轴完全正交、位置固定，所述传感器阵列用于信号的获 取。所述信号处理与通讯装置包括多个微处理器模块，每一个微处理器模块连接对应的一 套PNI磁传感器模块，信号处理与通讯装置用于采集所述PNI磁传感器模块测得的磁场数 据，并上传至PC上位机。所述PC上位机用于磁场数据接收、处理、保存、实时显示。
[0006] 所述微处理器模块分别读取相应的PNI磁传感器模块数据，在多机通信协议下将 数据传给总处理器模块，总处理器模块进行数据处理后，通过串口、或者无线传输模块将测 得的磁场数据上传给PC上位机。
[0007] 所述微处理器模块为ARM单片机或者FPGA微处理器，所述总处理器模块为ARM单 片机或者FPGA微处理器。
[000引所述PNI磁传感器模块由驱动IC巧片连接=个单轴的磁传感器构成。
[0009] 本实用新型一种基于PNI磁传感阵列的山体滑坡监测装置，技术效果如下：
[0010] I)、利用磁敏技术，对永磁体进行定位。该监测装置使用多套完全一样PNI磁传感 器模块，采用差分处理消除地磁场和共模干扰等影响。为了提高磁定位的精确度，多套PNI 磁传感器模块之间的位置相对固定。
[0011] 2)、同时每套PNI磁传感器模块的=轴也必须完全正交，形成一个轴对称结构。总 处理器模块在通信协议下，有序控制多个微处理器模块采集并接收磁传感器的磁场数据， 进行相应的处理后通过串口（或者无线通讯模块）传给PC机。利用PC机强大的数据处理 和图形显示能力来处理数据、长时间记录数据、实时显示图像。
[0012] 3)、该探测装置灵敏度高，可操作性好，误差率低，且不受地磁场干扰，探头不宜被 强磁场损坏，仪器可靠性好，易于维护。
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型装置连接示意图；
[0014] 图2是本实用新型装置的监测原理示意图；
[0015] 图3是本实用新型装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0016] 如图1所示，一种基于PNI磁传感阵列的山体滑坡监测装置，包括传感器阵列1、信 号处理与通讯装置2、PC上位机3,W及位于山体滑坡层B的永磁体6,传感器阵列1连接信 号处理与通讯装置2,信号处理与通讯装置2连接PC上位机3。所述传感器阵列1包括多 套完全一样的PNI磁传感器模块、每套PNI磁传感器模块的各轴完全正交、位置固定，所述 传感器阵列1用于信号的获取；
[0017] 所述信号处理与通讯装置2包括多个微处理器模块4,每一个微处理器模块4连接 对应的一套PNI磁传感器模块，信号处理与通讯装置2用于采集所述PNI磁传感器模块测 得的磁场数据，并上传至PC上位机3。所述PC上位机3用于磁场数据接收、处理、保存、实 时显示。
[001引所述微处理器模块4分别读取相应的PNI磁传感器模块数据，在多机通信协议下 将数据传给总处理器模块5,总处理器模块5进行数据处理后，通过串口、或者无线传输模 块将测得的磁场数据上传给PC上位机3。所述微处理器模块4为ARM单片机或者FPGA微 处理器。所述总处理器模块5为ARM单片机或者FPGA微处理器。
[0019] 原理分析：
[0020] 一般的，一个磁性物体到传感器的距离是磁性物体本身的距离的3倍及W上时则 该个磁性物体可W看成是磁偶极子。磁偶极子的磁场分布可W简单的表述为
[0021]
[00巧式中y。为磁场在真空中的磁导率，大小为4 31 *l(r7H/m，在空气中一般采用该值 近似为磁导率，m为磁性物体的磁矩，r为检测点到磁源质屯、的距离，H为磁偶极子的磁场强 度，0为r和磁偶极子磁矩m之间的夹角。
[0023] 由于永磁体6和探测装置之间的距离是永磁体6本身的直径的3倍W上，因此可 W把永磁体6看成是一个磁偶极子模型，同时W永磁体6为=维空间坐标原点，永磁体6的 空间磁场分布随着位置不同而不一样，因此PNI