一种隧道施工突水预警系统

1.本发明涉及突水预警技术领域，特别是涉及一种隧道施工突水预警系统。


背景技术：

2.隧道在挖掘穿越岩溶地区过程中，由于受到复杂的地质条件的影响往往隧道会遭受突水涌泥现象，突水灾害常常引发隧道被淹、开挖设备进水损毁的事故，甚至会发生隧道施工中塌方的状况，会危及施工人员的安全，所以监测隧道突水问题并及时预警，以便施工人员尽快撤离是至关重要的；传统的突水预警系统监测技术较为成熟的是水文参数监测，但水文监测只有在地下监测点的水份含量达到一定程度时才能测出，再加上突水突发性强、水量大、破坏性大的特点，当监测到水文参数的数据并分析后再预警，将错过最佳的挡水抢险时机；而地质参数，如应力参数监测一般用于底板突水监测，由于不同类型突水机理上的差别，导致参数敏感程度也不一样，再加上应力参数监测又易受到施工环境的影响，仅凭其测试值的大小不能准确地预测突水情况，从而增大了突水预警系统误判的几率。


技术实现要素：

3.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种隧道施工突水预警系统，能够通过实时检测地下检监测点的湿度值和压力值变化来预测突水，提高突水预测的准确性，并及时以声光预警的方式来表现突水预警，提醒施工人员尽快撤离。
4.其解决的技术方案是，包括电荷放大电路、第一应力提取电路、第一应力检测电路、电压转换模块、第二应力检测电路、第三应力检测电路和突水预警电路，所述电荷放大电路选用型号为sayl404y的压力传感器j1将地下监测点的压力转换为电荷信号，利用电容c3的积分作用将电荷信号转换为第一应力电压信号，所述第一应力提取电路利用方波电压决定继电器k2的导通状态，将第一应力电压信号分为第二应力电压信号、第三应力电压信号，若继电器k2未导通，则利用电容c6实时提取第二应力电压信号的峰值，若继电器k2导通，则利用电容c5实时提取第三应力电压信号的峰值，所述电压转换模块根据第二应力电压信号、第三应力电压信号的峰值，分别输出对应实时峰值电压的、连续的第二应力峰值信号、第三应力峰值信号；所述第一应力检测电路运用运放器ar4将第二应力峰值信号、第三应力峰值信号实时进行差分运算，并运用运放器ar6将差值绝对值与电阻r17
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r18的分压值进行比较，所述第二应力检测电路运用运放器ar7将第二应力电压信号与第三应力峰值信号实时进行差分运算，若运放器ar7输出的差值大于电阻r23
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r24的分压值，则输出该差值，同理，所述第三应力检测电路运用运放器ar8将第三应力电压信号与第二应力峰值信号实时进行差分运算，若运放器ar8输出的差值大于电阻r29
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r30的分压值，则输出该差值，所述突水预警电路选用型号hstl
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106ws的湿度传感器j2将地下监测点的湿度转换为直流电压信号输出，若其大于电阻r31
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r32的分压值，则三极管q9导通，并当三极管q10
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q12中至少有一个三极管导
通时，发光二极管d8导通，发出灯光警告，三极管q13也导通，电铃ls1发出声音警报；电容c4的一端接继电器k1的触点3和电荷放大电路的输出端，电容c4的另一端接电阻r2的一端和可控硅q1的控制极，电阻r2的另一端接地，可控硅q1的阳极接电源+5v，可控硅q1的阴极接继电器k1的触点1，继电器k1的触点5接电阻r3的一端，电阻r3的另一端接地，继电器k1的触点4接继电器k2的触点1和可控硅q2的控制极，继电器k1的触点3接地和继电器k3的触点4，可控硅q2的阳极接方波输入端口，可控硅q2的阴极接电阻r5、电阻r6、电阻r7的一端和可控硅q3的控制极，可控硅q3的阳极接电源+5v，可控硅q3的阴极接继电器k3的触点5，电阻r5的另一端接继电器k2的触点4，继电器k2的触点5接地，继电器k2的触点2接继电器k3的触点1，继电器k2的触点3接二极管d1的阳极和第三应力检测电路中三极管q8的基极、继电器k6的触点6，二极管d1的阴极接电容c5的一端、三极管q4的发射极和运放器ar2的同相输入端，电容c5的另一端接地和三极管q4的集电极，三极管q4的基极接电阻r6的另一端，运放器ar2的反相输入端接运放器ar2的输出端和电压转换模块输入端口2，继电器k3的触点2接电阻r4的一端，继电器k3的触点3接二极管d2的阳极和第二应力检测电路中三级管q7的基极、继电器k5的触点6，二极管d2的阴极接电容c6的一端、三极管q5的集电极和运放器ar3的同相输入端，运放器ar3的反相输入端接运放器ar3的输出端和电压转换模块输入端口1，电容c6的另一端接地和电阻r4的另一端、三极管q5的发射极，三极管q5的基极接电阻r7的另一端。
5.由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；1. 压力传感器j1检测地下监测点的压力，经电荷放大电路后输出第一应力电压信号，将第一应力电压信号拆分为第二应力电压信号、第三应力电压信号，并分别实时提取出第二应力电压信号、第三应力电压信号的峰值，再对其进行差分运算，以检测第一应力电压信号存在持续性变化、骤增突变的状态，且利用第二应力电压信号实时与第三应力峰值信号进行差分运算，利用第三应力电压信号实时与第二应力峰值信号进行差分运算，以检测第一应力电压信号存在骤降突变的状态，运用湿度传感器j2检测地下监测点的湿度，只有地下监测点的湿度值达到一定大的数值，且压力发生持续性变化、突变，才触发声光警报，提醒施工人员尽快撤离，及时挡水抢险，既能提前预测突水事故的发生，又能降低因施工环境对压力参数的影响，降低错误的突水预测几率，提高突水预测的准确性。
6.2. 第一应力提取电路中微分电路的作用是将压力传感器j1刚开始检测时，第一应力电压信号从零上升至稳定数值段舍弃，以防止其干扰之后峰值提取电路1提取出的第三应力电压信号峰值电压、峰值提取电路2提取出的第二应力电压信号峰值电压。
7.3. 利用方波的第一个低电平将第一个第二应力电压信号的峰值电压舍弃掉，再利用之后的第二应力峰值信号与第三应力峰值信号进行差分运算，以达到检测第一应力电压信号存在持续性变化、骤增突变状态的目的，若不舍弃第一个第二应力电压信号的峰值电压，直接将第二应力电压信号的峰值电压转换成的第二应力峰值信号、第三应力电压信号的峰值电压转换成的第三应力峰值信号进行差分运算，则只能检测出第一应力电压信号存在骤增突变的状态，而不能检测出第一应力电压信号存在持续性变化的状态。
附图说明
8.图1为本发明的电荷放大电路原理图；
图2为本发明的第一应力提取电路原理图；图3为本发明的第一应力检测电路原理图；图4为本发明的第二应力检测电路原理图；图5为本发明的第三应力检测电路原理图；图6为本发明的突水预警电路原理图。
具体实施方式
9.有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图6对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
10.一种隧道施工突水预警系统，包括电荷放大电路、第一应力提取电路、第一应力检测电路、电压转换模块、第二应力检测电路、第三应力检测电路和突水预警电路；根据地质勘测的水文地质资料，在最接近含水层的区域选取一定深度作为地下监测点，将电荷放大电路中的压力传感器j1和湿度传感器j2埋入地下监测点，以反映地下监测点的湿度值和应力力变化，大量试验和研究表明，突水是有前兆的，在突水之前，地质参数、水文参数会发生突变或持续性变化，因此，在突水从含水层涌出前，地下监测点的湿度将达到一定大的数值，应力也将发生突变或持续性变化，故能够通过实时检测地下检监测点的湿度值和压力值变化来预测突水，并及时以声光预警的方式来表现突水预警，提醒施工人员尽快撤离。
11.为了检测地下监测点的压力值，以间接得到地下监测点的应力，为后级电路检测应力变化做作基础，采用电荷放大电路选用型号为sayl404y的压力传感器j1埋入地下监测点，压力传感器j1中的压电晶体受到压力后，通过正压电效应产生电荷信号，利用运放器ar1输入虚地的原理，将电荷信号积分到电路中的电容c3中，反馈电容c3产生与电荷信号成比例的第一应力电压信号；运放器ar1将压力传感器j1的高阻抗输出变换为低阻抗输出，且对第一应力电压信号进行放大，并输出至第一应力提取电路中；电阻r1为反馈电阻，其作用是提供直流反馈，减少零点漂移，防止因电容c3长时间充电导致运放器ar1饱和；电容c1、c2为补偿电容，防止电荷放大电路产生自激振荡。
12.为了实时提取地下监测点压力值的峰值电压，为后级电路检测应力变化作基础，采用第一应力提取电路接收第一应力电压信号后，第一应力电压信号分两路传输，一路通过继电器k1的触点3接通触点5经电阻r3接地，另一路传输至电容c4、电阻r2组成的微分电路中，微分电路利用电容c4开始充电瞬间电流最大的原理，将该最大瞬间电流通过电阻r2转化为最大瞬时电压，即在第一应力电压信号对电容c4开始充电瞬间，输出最大瞬时电压导通可控硅q1，继电器k1随之导通，将第一应力电压信号通过继电器k1的触点3接通触点4传输至可控硅q2的控制极和继电器k2的触点1处，可控硅q2导通，使方波接通继电器k2的触点4，以控制继电器k2的导通状态，同时，使方波接通可控硅q3的控制极，以继电器k3的导通状态，方波从低电平开始，且方波的频率很高，低电平为负电平；因此，在方波的第一个低电平接通继电器k2的触点4时，继电器k2未导通，同时，可控硅q3未导通，继电器k3未导通，故第一应力电压信号通过继电器k2的触点1接通触点2、继电器k3的触点1接通触点2、经电阻r4接地；在方波的第一个高电平时，可控硅q3导通，继电
器k3随之导通且之后一直保持导通状态，因此，从方波的第一个高电平开始，利用方波的电平状态来决定继电器k2的导通状态；在方波的高电平时间段内，继电器k2导通，继电器k2的触点1接通触点3，第一应力电压信号在此时间段内记为第三应力电压信号，第三应力电压信号传输至二极管d1、电容c5、电阻r6、三极管q4、运放器ar2组成的峰值提取电路1中，二极管d1导通，利用第三应力电压信号对电容c5充电至峰值，并将电容c5上电压通过跟随器ar2输出至电压转换模块中，以检测第三应力电压信号的峰值电压，且三极管q4在方波的低电平时间段内导通，对电容c5迅速放电，以便下一次方波的高电平来临时，电容c5重新开始充电，重新对下一次方波为高电平时间段内的第三应力电压信号峰值进行检测；同理，在后续方波的低电平时间段内，继电器k2未导通，继电器k2的触点1接通触点2，继电器k3的触点1接通触点3，第一应力电压信号在此时间段内记为第二应力电压信号，第二应力电压信号传输至二极管d2、电容c6、电阻r7、三极管q5、运放器ar3组成的峰值提取电路2中，二极管d2导通，利用第二应力电压信号对电容c6充电至峰值，并将电容c6上电压通过跟随器ar3输出至电压转换模块中，以检测第二应力电压信号的峰值电压，且三极管q5在方波的高电平时间段内导通，对电容c6迅速放电，以便下一次方波的低电平来临时，电容c6重新开始充电，重新对下一次方波为低电平时间段内的第二应力电压信号峰值进行检测；电阻r3
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r7为限流电阻；微分电路的作用是将压力传感器j1刚开始检测时，第一应力电压信号从零上升至稳定数值段舍弃，以防止其干扰之后峰值提取电路1提取出的第三应力电压信号峰值电压、峰值提取电路2提取出的第二应力电压信号峰值电压。
13.由于第一应力提取电路输出的电容c5上电压、电容c6上电压都不是连续信号，无法直接通过运放器进行处理，为了根据第二应力电压信号峰值、第三应力电压信号峰值，输出连续的第二应力峰值信号、第三应力峰值信号，采用电压转换模块，在方波的每段高电平时间段内，接收每次峰值提取电路1传来的电容c5上电压，获取每次电容c5上电压的最大值，随之从电压转换模块输出端口2输出与每次电容c5上电压最大值相同的、连续的直流电压，并记为第三应力峰值信号；同理，在方波的第一个低电平之后的每段低电平时间段内，接收每次峰值提取电路2传来的电容c6上电压，获取每次电容c6上电压的最大值，随之从电压转换模块输出端口1输出与每次电容c6上电压最大值相同的、连续的直流电压，并记为第二应力峰值信号；且电压转换模块将第三应力峰值信号与第二应力峰值信号同时开始输出。
14.为了检测地下监测点压力值发生持续性变化、骤增突变的状态，以间接得到地下监测点应力发生持续性变化、骤增突变的状态，采用第一应力检测电路，运用运放器ar4、电阻r10
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r13组成的差分电路1将电压转换模块输出的第二应力峰值信号、第三应力峰值信号实时进行差分运算，运放器ar4的比例系数由电阻r11与电阻r10的比值决定，且比例系数为1，若得到的峰值差值为正电平，则二极管d5导通，三级管q6导通，继电器k4随之导通，触点1接通触点3，触点4接通触点6，运用运放器ar6将峰值差值与电阻r17
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r18的分压值进行比较，电阻r17
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r18的分压值根据在正常情况下压力传感器j1通过电荷放大电路输出的电压最大波动差值设置，若该峰值差值大于电阻r17
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r18的分压值，则说明压力传感器j1通过电荷放大电路输出的电压异常，地下监测点压力值发生了持续性变化或骤增突变，有极高的突水风险，此时运放器ar6输出高电平；
若得到的峰值差值为负电平，则二极管d4导通，该峰值差值传输至运放器ar5、电阻r14
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r16组成的反相电路，将负电平的峰值差值反相，输出正电平的峰值差值，电阻r15与电阻r14的比值决定运放器ar5的比例系数，且比例系数为1，三级管q6导通，继电器k4随之导通，触点1接通触点3，触点4接通触点6，运用运放器ar6将得到的正电平峰值差值与电阻r17
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r18的分压值进行比较，若该峰值差值大于电阻r17
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r18的分压值，则说明压力传感器j1通过电荷放大电路输出的电压异常，地下监测点压力值发生了持续性变化或骤增突变，有极高的突水风险，此时运放器ar6输出高电平。
15.为了检测第二应力电压信号发生骤降突变的状态，采用第二应力检测电路，当第一应力提取电路中有第二应力电压信号传输至峰值提取电路2中时，第二应力电压信号导通三极管q7，继电器k5随之导通，触点1接通触点3，触点4接通触点6，第二应力电压信号与第三应力峰值信号传输至运放器ar7、电阻r19
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r22组成的差分电路2中，将第二应力电压信号与第三应力峰值信号实时进行差分运算，运放器ar7的比例系数由电阻r22与电阻r21的比值决定，且比例系数为1，若运放器ar7输出的差值大于电阻r23
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r24的分压值，电阻r23
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r24的分压值根据在正常情况下压力传感器j1通过电荷放大电路输出的电压最大波动差值设置，则说明压力传感器j1通过电荷放大电路输出的电压异常，地下监测点压力值发生了骤降突变，有极高的突水风险，此时二极管d5导通，将为正电平的该差值输出。
16.为了检测第三应力电压信号发生骤降突变的状态，采用第三应力检测电路，当第一应力提取电路中有第三应力电压信号传输至峰值提取电路1中时，第三应力电压信号导通三极管q8，继电器k6随之导通，触点1接通触点3，触点4接通触点6，第三应力电压信号与第二应力峰值信号传输至运放器ar8、电阻r25
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r28组成的差分电路3中，将第三应力电压信号与第二应力峰值信号实时进行差分运算，运放器ar8的比例系数由电阻r28与电阻r27的比值决定，且比例系数为1，若运放器ar8输出的差值大于电阻r29
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r30的分压值，电阻r29
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r30的分压值根据在正常情况下压力传感器j1通过电荷放大电路输出的电压最大波动差值设置，则说明压力传感器j1通过电荷放大电路输出的电压异常，地下监测点压力值发生了骤降突变，有极高的突水风险，此时二极管d6导通，将为正电平的该差值输出。
17.为了降低施工环境对压力、应力参数的影响，降低突水预警系统误判的几率，提高突水预测的准确性，采用突水预警电路选用型号hstl
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106ws的湿度传感器j2将地下监测点的湿度转换为直流电压信号输出，且湿度传感器j2输出的直流电压信号与地下监测点的湿度成正比例，若湿度传感器j2输出的直流电压信号大于电阻r31
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r32的分压值，电阻r31
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r32的分压值根据在正常情况下湿度传感器j2输出的最大电压值设置，则说明湿度传感器j2检测到的地下监测点的湿度异常过高，有极高的突水风险，二极管q7导通，三极管q9随之导通，若运放器ar6输出正电平或第二应力检测电路输出正差值或第二应力检测电路输出正差值，则三极管q10
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q12中至少有一个三极管导通，表明地下监测点的湿度异常过高，且地下监测点压力值存在突变或持续性变化，这是突水的前兆，说明突水即将来临的概率极高，此时发光二极管d8导通，发出灯光警告，继电器k7也导通，三极管q13随之导通，电铃ls1发出声音警报，提醒施工人员尽快撤离，及时挡水抢险。
18.所述电荷放大电路的具体结构，压力传感器j1的out引脚接电容c1、电容c2、电容c3、电阻r1的一端和运放器ar1的反相输入端，压力传感器j1的gnd引脚接地和电容c1、电容c2的另一端、运放器ar1的同相输入端，电阻r1的另一端接电阻c3的另一端、运放器ar1的输
出端和第一应力提取电路中电容c4的一端、继电器k1的触点3。
19.所述第一应力提取电路的具体结构，电容c4的一端接继电器k1的触点3和电荷放大电路的输出端，电容c4的另一端接电阻r2的一端和可控硅q1的控制极，电阻r2的另一端接地，可控硅q1的阳极接电源+5v，可控硅q1的阴极接继电器k1的触点1，继电器k1的触点5接电阻r3的一端，电阻r3的另一端接地，继电器k1的触点4接继电器k2的触点1和可控硅q2的控制极，继电器k1的触点3接地和继电器k3的触点4，可控硅q2的阳极接方波输入端口，可控硅q2的阴极接电阻r5、电阻r6、电阻r7的一端和可控硅q3的控制极，可控硅q3的阳极接电源+5v，可控硅q3的阴极接继电器k3的触点5，电阻r5的另一端接继电器k2的触点4，继电器k2的触点5接地，继电器k2的触点2接继电器k3的触点1，继电器k2的触点3接二极管d1的阳极和第三应力检测电路中三极管q8的基极、继电器k6的触点6，二极管d1的阴极接电容c5的一端、三极管q4的发射极和运放器ar2的同相输入端，电容c5的另一端接地和三极管q4的集电极，三极管q4的基极接电阻r6的另一端，运放器ar2的反相输入端接运放器ar2的输出端和电压转换模块输入端口2，继电器k3的触点2接电阻r4的一端，继电器k3的触点3接二极管d2的阳极和第二应力检测电路中三级管q7的基极、继电器k5的触点6，二极管d2的阴极接电容c6的一端、三极管q5的集电极和运放器ar3的同相输入端，运放器ar3的反相输入端接运放器ar3的输出端和电压转换模块输入端口1，电容c6的另一端接地和电阻r4的另一端、三极管q5的发射极，三极管q5的基极接电阻r7的另一端。
20.所述第一应力检测电路的具体结构，电阻r10的一端接电压转换模块输出端口1和第三应力检测电路中继电器k6的触点3，电阻r10的另一端接电阻r11的一端和运放器ar4的反相输入端，运放器ar4的同相输入端接电阻r12、电阻r13的一端，电阻r13的另一端接地，电阻r12的另一端接电压转换模块输出端口2和第二应力检测电路中继电器k5的触点3，电阻r11的另一端接运放器ar4的输出端、二极管d3的阳极和二极管d4的阴极，二极管d4的阳极接电阻r14的一端，电阻r14的另一端接电阻r15的一端和运放器ar5的反相输入端，运放器ar5的同相输入端接电阻r16的一端，电阻r16的另一端接地，电阻r15的另一端接运放器ar5的输出端、三极管q6的基极、二极管d3的阴极和继电器k4的触点6，三极管q6的发射极接地，三极管q6的集电极接继电器k4的触点8，继电器k4的触点7接电源+5v，继电器k4的触点5接地，继电器k4的触点2接地，继电器k4的触点3接电阻r17、电阻r18的一端，电阻r17的另一端接电源+24v，电阻r18的另一端接地，继电器k4的触点1接运放器ar6的反相输入端，继电器k4的触点4接运放器ar6的同相输入端，运放器ar6的输出端接突水预警电路中电阻r33的一端。
21.所述第二应力检测电路的具体结构，继电器k5的触点7接电源+5v，继电器k5的触点8接三级管q7的集电极，三极管q7的发射极接地，三级管q7的基极接继电器k5的触点6和第一应力提取电路中继电器k3的触点3、二极管d2的阳极，继电器k3的触点5接地，继电器k3的触点2接地，继电器k3的触点3接第一应力检测电路中电阻r12的一端，继电器k5的触点1接电阻r19的一端，继电器k3的触点4接电阻r21的一端，电阻r19的另一端接电阻r20的一端和运放器ar7的同相输入端，电阻r20的另一端接地，电阻r21的另一端接电阻r22的一端和运放器ar7的反相输入端，电阻r22的另一端接运放器ar7的输出端和二极管d5的阳极，二极管d5的阴极接电阻r23、电阻r24的一端和突水预警电路中电阻r35的一端，电阻r23的另一端接+24v，电阻r24接地。
22.所述第三应力检测电路的具体结构，继电器k6的触点7接可控硅q14的阴极，可控硅q14的阳极接电源+5v，可控硅q14的控制极接第一应力提取电路中继电器k3的触点3、二极管d2的阳极，继电器k6的触点8接三级管q8的集电极，三极管q8的发射极接地，三级管q8的基极接继电器k6的触点6和第一应力提取电路中继电器k2的触点3、二极管d1的阳极，继电器k6的触点5接地，继电器k6的触点2接地，继电器k6的触点3接第一应力检测电路中电阻r10的一端，继电器k6的触点1接电阻r25的一端，继电器k6的触点4接电阻r27的一端，电阻r25的另一端接电阻r26的一端和运放器ar8的同相输入端，电阻r26的另一端接地，电阻r27的另一端接电阻r28的一端和运放器ar8的反相输入端，电阻r28的另一端接运放器ar8的输出端和二极管d6的阳极，二极管d6的阴极接电阻r29、电阻r30的一端和突水预警电路中电阻r36的一端，电阻r29的另一端接+24v，电阻r30接地。
23.所述突水预警电路的具体结构，湿度传感器j2的vcc引脚接电源+24v，湿度传感器j2的gnd引脚接地，湿度传感器j2的out引脚接二极管d7的阳极，二极管d7的阴极接电阻r31、电阻r32的一端和三极管q9的基极，电阻r31的另一端接电源+10v，电阻r32的另一端接地，三极管q9的发射极三极管q10、三极管q11、三极管q12的集电极，三极管q10的发射极接地和三极管q12的发射极，三极管q10的基极接电阻r33的另一端，电阻r33的一端接第一应力检测电路中运放器ar6的输出端，三极管q12的基极接电阻r36的另一端，电阻r36的一端接第三应力检测电路中电阻r29、电阻r30的一端和二极管d6的阴极，三极管q11的基极接电阻r35的一端，电阻r35的另一端接第二应力检测电路中电阻r23、电阻r24的一端和二极管d5的阴极，三极管q11的发射极接地，三极管q9的集电极接发光二极管d8的阴极和继电器k7的触点3，发光二极管d8的阳极接电阻r34的一端，电阻r34的另一端接电源+5v，继电器k7的触点4接电源+5v，继电器k7的触点1接3khz单一频率信号输出端口，继电器k7的触点2接电阻r37的一端，电阻r37的另一端接三极管q13的基极，三极管q13的发射极接地，三极管q13的集电极接电铃ls1的一端，电铃ls1的另一端接电源+12v。
24.本发明具体使用时，电荷放大电路选用型号为sayl404y的压力传感器j1将地下监测点的压力转换为电荷信号，利用电容c3的积分作用将电荷信号转换为第一应力电压信号，运放器ar1将压力传感器j1的高阻抗输出变换为低阻抗输出，且对第一应力电压信号进行放大，并输出至第一应力提取电路中；第一应力提取电路运用电容c4、电阻r2组成微分电路，利用电容c4开始充电瞬间电流最大的原理，将该最大瞬间电流通过电阻r2转化为最大瞬时电压，从而导通可控硅q1、可控硅q2，继电器k1随之导通，再利用方波电压决定继电器k2的导通状态，将第一应力电压信号分为第二应力电压信号、第三应力电压信号，在方波的第一个低电平时间段内，将第一应力电压信号通过继电器k2的触点1接通触点2、继电器k3的触点1接通触点2、经电阻r4接地，之后，在方波的高电平时间段内，继电器k2导通，利用电容c5实时提取第三应力电压信号的峰值，并传输至电压转换模块，在方波的低电平时间段内，继电器k2未导通，利用电容c6实时提取第二应力电压信号的峰值，并传输至电压转换模块；电压转换模块获取每次电容c6上电压的最大值、电容c5上电压的最大值，分别对应输出与每次电压最大值相同的、连续的第二应力峰值信号、第三应力峰值信号，且电压转换模块将第三应力峰值信号与第二应力峰值信号同时开始输出；第一应力检测电路运用运放器ar4、电阻r10
‑
r13组成的差分电路1将电压转换模块输出的第二应力峰值信号、第三应力峰值信号实时进行差分运算，若得到的峰值差值为
正电平，则二极管d5导通，运用运放器ar6将峰值差值与电阻r17
‑
r18的分压值进行比较，当该峰值差值大于电阻r17
‑
r18的分压值时，运放器ar6输出高电平，若得到的峰值差值为负电平，则二极管d4导通，该峰值差值传输至运放器ar5、电阻r14
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r16组成的反相电路，将负电平的峰值差值反相，输出正电平的峰值差值，运用运放器ar6将得到的正电平峰值差值与电阻r17
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r18的分压值进行比较，当该峰值差值大于电阻r17
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r18的分压值时，运放器ar6输出高电平；当第一应力提取电路中有第二应力电压信号传输至峰值提取电路2中时，第二应力检测电路中的三极管q7导通，继电器k5随之导通，触点1接通触点3，触点4接通触点6，第二应力电压信号与第三应力峰值信号传输至运放器ar7、电阻r19
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r22组成的差分电路2中，将第二应力电压信号与第三应力峰值信号实时进行差分运算，若运放器ar7输出的差值大于电阻r23
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r24的分压值，则二极管d5导通，将为正电平的该差值输出；当第一应力提取电路中有第三应力电压信号传输至峰值提取电路1中时，第三应力检测电路中的三极管q8导通，继电器k6随之导通，触点1接通触点3，触点4接通触点6，第三应力电压信号与第二应力峰值信号传输至运放器ar8、电阻r25
‑
r28组成的差分电路3中，将第三应力电压信号与第二应力峰值信号实时进行差分运算，若运放器ar8输出的差值大于电阻r29
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r30的分压值，则二极管d6导通，将为正电平的该差值输出；突水预警电路选用型号hstl
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106ws的湿度传感器j2将地下监测点的湿度转换为直流电压信号输出，若其大于电阻r31
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r32的分压值，则三极管q9导通，并当三极管q10
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q12中至少有一个三极管导通时，发光二极管d8导通，发出灯光警告，三极管q13也导通，电铃ls1发出声音警报。
25.以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。