一种红外线实时监控量测系统的制作方法

本申请涉及隧道监控量测，尤其是涉及一种红外线实时监控量测系统。

背景技术：

1、随着交通建设事业的快速发展，隧道工程已然成为社会发展的重要助力，隧道是交通基础设施中的重要部分，在隧道项目的施工中，开挖工程的安全性极其重要，隧道监控量测作为掌握隧道围岩动力稳定性的重要手段之一，也是隧道工程设计和施工需要的重要依据，只有对隧道施工现场进行监测和数据分析，防止隧道在开挖过程中出现位置偏移，才能够及时掌握隧道开挖情况及现场隧道开挖后围岩的稳定情况，最大限度地确保施工现场的安全。

2、现有技术中隧道监控量测采用全站仪、水准仪等仪器，通过人工监控量测从而测量隧道开挖变形数据，这种方法实施步骤复杂，浪费人力，数据采集后再执行数据分析，得到的结果具有滞后性，不利于实时掌控隧道开挖动态，因此，需要一种红外线实时监控量测系统。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中隧道监控量测采用全站仪、水准仪等仪器，通过人工监控量测从而测量隧道开挖变形数据，这种方法实施步骤复杂，浪费人力，数据采集后再执行数据分析，得到的结果具有滞后性，不利于实时掌控隧道开挖动态，本申请提供一种红外线实时监控量测系统。

2、本申请提供的一种红外线实时监控量测系统采用如下的技术方案：

3、一种红外线实时监控量测系统，包括供电模块、红外线测量模块、数据采集模块、数据接收模块、数据处理模块，数据显示模块和核心控制单元，所述供电模块的输出端与核心控制单元的输入端电性连接，所述核心控制单元的输出端与数据处理模块的输入端电性连接，所述数据处理模块的输出端与数据显示模块的输入端电性连接，控制单元控制红外线测量模块之间通过数据采集模块和数据接收模块进行红外线信号发射，并将数据发送至数据处理模块，通过数据处理模块根据相邻两个测量模块之间的距离，最后通过数据显示模块对分析和监控的数据进行显示。

4、优选的，所述供电模块包括有蓄电池、线路开关、电量警示单元，蓄电池用来为整个系统进行供电，打开线路开关，可以实现蓄电池对系统的供电，断开线路开关，可以断开蓄电池对系统的供电。

5、优选的，所述红外线测量模块包括有设置在隧道各个弧形检测面的三个定点测量单元，记为an、bn、cn，三个所述定点测量单元分别设置在隧道弧形检测面的两个端点以及顶点上，an、bn、cn可以确定一个弧形检测面，数据接收模块包括有设置在第二个以及之后隧道内各个弧形检测面上的信号接收单元，前一个弧形检测面上的定点测量单元an-、bn-、cn-分别对下一个定点测量单元an、bn、cn发射红外线，信号接收单元可以对接收到的红外线光束进行分析，从而得到an-an、bn-bn、cn-cn三条线。

6、优选的，所述数据采集模块包括有与定点测量单元电性连接的数据采集单元，数据采集单元负责收集隧道内的各种传感器数据，包括但不限于：位移传感器、温度传感器、气体传感器等，数据采集单元不仅能够采集各个定点测量单元的位置，还能采集隧道内的温度、湿度等外界环境状况。

7、优选的，所述数据处理模块包括有与信号接收单元电性连接的坐标图像模拟单元，所述坐标图像模拟单元的的输出端电性连接有坐标数据模拟单元，通过坐标图像模拟单元可以对相邻两个隧道弧形检测面上an-an、bn-bn、cn-cn这三条线段进行坐标模拟，将其通过坐标显示出来，另外，通过坐标数据模拟单元可以将an-an、bn-bn、cn-cn这三条线段进行三维坐标通过数据模拟出来，，因此，通过坐标数据模拟单元502还能计算出an-1an、bn-1bn、cn-1cn相对于x、y、z三个平面的斜率k(an-1an)x(表示an-1an这条线段相对于x平面的斜率)、k(an-1an)y、k(an-1an)z；k(bn-1bn)x、k(bn-1bn)y、k(bn-1bn)z；k(cn-1cn)x、k(cn-1cn)y、k(cn-1cn)z、；下一段相邻两个隧道弧形检测面上anan+1、bnbn+1、cncn+1这三条线段的坐标相对于x、y、z三个平面的斜率k(anan+1)x、k(anan+1)y、k(anan+1)z；k(bnbn+1)x、k(bnbn+1)y、k(bnbn+1)z；k(cncn+1)x、k(cncn+1)y、k(cncn+1)z；如果满足k(an-1an)x＝k(anan+1)x、k(an-1an)y＝k(anan+1)y、k(an-1an)z＝k(anan+1)z；k(bn-1bn)x＝k(bnbn+1)x、k(bn-1bn)y＝k(bnbn+1)y、k(bn-1bn)z＝k(bnbn+1)z；k(cn-1cn)x＝k(cncn+1)x、k(cn-1cn)y＝k(cncn+1)y、k(cn-1cn)z＝k(cncn+1)z；则说明an-1an与anan+1，bn-1bn与bnbn+1，cn-1cn与cncn+1三条线段相对于x、y、z平面的斜率相等，即an-1an与anan+1，bn-1bn与bnbn+1，cn-1cn与cncn+1三条线段所在的直线均重合，此时，可以判断从an-1、an一直到an+1的位置隧道开挖均无发生偏移，如有一个条件不满足，则证明隧道开挖发生偏移，此时，可通过调整定点测量单元的位置来对开挖位置进行调整，从而重新确定一个弧形检测面。

8、优选的，所述数据显示模块包括有与数据处理模块输出端电性连接的显示屏，通过显示屏可对量测过程中的数据进行显示，从而可以直观了解隧道开挖过程中是否出现偏移。

9、优选的，所述电量警示单元与蓄电池内部电性连接，电量警示单元可以在蓄电池内部电量不足时发出警示提醒，提醒工作人员对蓄电池进行充电。

10、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

11、本发明提出的的系统能够做到全天实时监控量测自动化数据采集结果分析与预警显示实时掌握围岩动态，积累数据，在施工时能够对相邻两个隧道弧形检测面进行校准；相较于现有技术，本发明通过系统对隧道内部情况进行实时监控，避免在后续施工时开挖隧道出现偏移现象。

技术特征：

1.一种红外线实时监控量测系统，包括供电模块、红外线测量模块、数据采集模块、数据接收模块、数据处理模块，数据显示模块和核心控制单元，其特征在于：所述供电模块的输出端与核心控制单元的输入端电性连接，所述核心控制单元的输出端与数据处理模块的输入端电性连接，所述数据处理模块的输出端与数据显示模块的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种红外线实时监控量测系统，其特征在于：所述供电模块包括有蓄电池(101)、线路开关(102)、电量警示单元(103)。

3.根据权利要求1所述的一种红外线实时监控量测系统，其特征在于：所述红外线测量模块包括有设置在隧道各个弧形检测面的三个定点测量单元(201)，记为an、bn、cn，三个所述定点测量单元(201)分别设置在隧道弧形检测面的两个端点以及顶点上。

4.根据权利要求2所述的一种红外线实时监控量测系统，其特征在于：所述数据采集模块包括有与定点测量单元(201)电性连接的数据采集单元(301)，数据采集单元(301)负责收集隧道内的各种传感器数据，包括位移传感器、温度传感器以及气体传感器。

5.根据权利要求4所述的一种红外线实时监控量测系统，其特征在于：所述数据接收模块包括有设置在第二个以及之后隧道内各个弧形检测面上的信号接收单元(401)。

6.根据权利要求1所述的一种红外线实时监控量测系统，其特征在于：所述数据处理模块包括有与信号接收单元(401)电性连接的坐标图像模拟单元(501)，所述坐标图像模拟单元(501)的的输出端电性连接有坐标数据模拟单元(502)。

7.根据权利要求1所述的一种红外线实时监控量测系统，其特征在于：所述数据显示模块包括有与数据处理模块输出端电性连接的显示屏(601)。

8.根据权利要求2所述的一种红外线实时监控量测系统，其特征在于：所述电量警示单元(103)与蓄电池(101)内部电性连接。

技术总结
本申请涉及隧道监控量测技术领域，且公开了一种红外线实时监控量测系统，包括供电模块、红外线测量模块、数据采集模块、数据接收模块、数据处理模块，数据显示模块和核心控制单元，供电模块的输出端与核心控制单元的输入端电性连接，核心控制单元的输出端与数据处理模块的输入端电性连接，数据处理模块的输出端与数据显示模块的输入端电性连接；相较于现有技术，本发明通过系统对隧道内部情况进行实时监控，避免在后续施工时开挖隧道出现偏移现象。

技术研发人员：孙大定,查振江,胡剑英,位本益,耿状状,胡忍强,龚浩然,周善炼,何曦伟
受保护的技术使用者：安徽交控工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12