滑坡区岩土材料多参数监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及滑坡区岩土材料参数监测技术领域，具体是涉及一种滑坡区岩土材料多参数监测系统。
【背景技术】
[0002]地质滑坡给人们的生命及财产安全带来严重的威胁，滑坡区的含水率、土质的弹性模量及裂缝损伤是表征滑坡区地质稳定与否的关键参数。
[0003]现有的滑坡监测方法包括地表变形监测、深部位移监测及地下水动态监测及相关因素监测等四个方面，现有的监测方法无法同时对滑坡内部的裂缝、含水率、弹性模量进行监测。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种滑坡区岩土材料多参数监测系统，能够实时了解滑坡区岩土的材料性质参数，可用于滑坡发生的预警，有效减少滑坡事故发生及人员伤亡；与其它监测方法相比，该方法可靠稳定，成本低，易于实施，适用于量大面广的滑坡区域的工程应用。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]—种滑坡区岩土材料多参数监测系统，包括信号采集系统、信号发生器、功率放大器、若干个传感器封装体，若干个所述传感器封装体嵌设于潜在滑坡面两侧附近处；所述传感器封装体包括包封材料和设于所述包封材料内的压电陶瓷传感器；依次选取其中一个所述传感器封装体中的压电陶瓷传感器与所述功率放大器相连接，所述功率放大器与所述信号发生器相连接，其余的所述传感器封装体中的压电陶瓷传感器与所述信号采集系统相连接；所述信号发生器能够发射信号，通过所述功率放大器将该信号放大后对其对应的压电陶瓷传感器施加电压激励，所述信号采集系统能够通其余的压电陶瓷传感器采集接收该信号。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述压电陶瓷传感器的敏感元件为压电陶瓷片；所述包封材料包括两块面积大于所述压电陶瓷片的大理石板，所述压电陶瓷片夹持于两块所述大理石板的中部，所述压电陶瓷片四周、两块大理石板之间填充有环氧树脂。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述压电陶瓷片呈方形，面积为1cm2;所述大理石板呈方形，面积为2cm2，且长宽比与所述压电陶瓷片相同，厚度为2mm。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供了一种滑坡区岩土材料多参数监测系统，通过将若干个传感器封装体嵌设于潜在滑坡面两侧附近处，依次选取其中一个传感器封装体中的压电陶瓷传感器与功率放大器相连接，功率放大器与信号发生器相连接，其余的传感器封装体中的压电陶瓷传感器与信号采集系统相连接；这样，通过信号发生器发射信号，通过功率放大器将该信号放大后对其对应的压电陶瓷传感器施加电压激励，信号采集系统能够通过其余的压电陶瓷传感器采集接收该信号，进而可以通过发射和接收电压信号的时间差及布置的距离可以计算出土介质的弹性模量；通过电压幅值的改变可以判断出土质的含水率的变化及是否发生裂缝损伤，因此，本实用新型可以解决单一传感器无法进行多参数测量的问题，能够实时了解滑坡区岩土的材料性质参数，可用于滑坡发生的预警，有效减少滑坡事故发生及人员伤亡；通过将压电陶瓷传感器包封在包封材料内形成传感器封装体，可以解决压电陶瓷传感器的压电陶瓷片质脆，防水性差的问题。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型滑坡区岩土材料多参数监测系统的结构示意图；
[0011]图2为本实用新型中传感器封装体的结构示意图；
[0012]图3为本实用新型滑坡区岩土材料多参数监测方法的工作原理图；
[0013]结合附图，作以下说明:
[0014]1一一信号采集系统2—一信号发生器
[0015]3——功率放大器 4——传感器封装体
[0016]41——包封材料 411——大理石板
[0017]412一一环氧树脂 42—一压电陶瓷传感器
[0018]421一一压电陶瓷片5—一潜在滑坡面
[0019]6——滑坡体
【具体实施方式】
[0020]为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本实用新型的内容而非限制本实用新型的保护范围。
[0021]如图1和图2所示，一种滑坡区岩土材料多参数监测系统，包括信号采集系统1、信号发生器2、功率放大器3、若干个传感器封装体4，若干个所述传感器封装体嵌设于潜在滑坡面两侧附近处；所述传感器封装体包括包封材料41和设于所述包封材料内的压电陶瓷传感器42 ;依次选取其中一个所述传感器封装体中的压电陶瓷传感器(作为激励端发射信号)与所述功率放大器相连接，所述功率放大器与所述信号发生器相连接，其余的所述传感器封装体中的压电陶瓷传感器(作为接收端采集信号)与所述信号采集系统相连接；所述信号发生器能够发射信号，通过所述功率放大器将该信号放大后对其对应的压电陶瓷传感器施加电压激励，所述信号采集系统能够通其余的压电陶瓷传感器采集接收该信号。这样，通过将若干个传感器封装体嵌设于潜在滑坡面两侧附近处，依次选取其中一个传感器封装体中的压电陶瓷传感器与功率放大器相连接，功率放大器与信号发生器相连接，其余的传感器封装体中的压电陶瓷传感器与信号采集系统相连接；这样，通过信号发生器发射信号，通过功率放大器将该信号放大后对其对应的压电陶瓷传感器施加电压激励，信号采集系统能够通过其余的压电陶瓷传感器采集接收该信号，进而可以通过发射和接收电压信号的时间差及布置的距离可以计算出土介质的弹性模量；通过电压幅值的改变可以判断出土质的含水率的变化及是否发生裂缝损伤，因此，本实用新型可以解决单一传感器无法进行多参数测量的问题，能够实时了解滑坡区岩土的材料性质参数，可用于滑坡发生的预警，有效减少滑坡事故发生及人员伤亡；通过将压电陶瓷传感器包封在包封材料内形成传感器封装体，可以解决压电陶瓷传感器的压电陶瓷片质脆，防水性差的问题。
[0022]优选的，参见图2，所述压电陶瓷传感器的敏感元件为压电陶瓷片421 ;所述包封材料包括两块面积大于所述压电陶瓷片的大理石板411，所述压电陶瓷片夹持于两块所述大理石板的中部，所述压电陶瓷片四周、两块大理石板之间填充有环氧树脂412。这样，通过使用两块大理石板对压电陶瓷片及电子线路进行夹持，并在其之间填充环氧树脂，可以实现对压电陶瓷片的包封，以解决压电陶瓷片质脆，防水性差的问题。其中，压电陶瓷片的监测原理如下:压电陶瓷片具有正逆压电效应，当对压电陶瓷传感器施加电压激励时，压电陶瓷片会产生形变，若将压电陶瓷片放置于土介质中，压电陶瓷片产生的形变会以应力波的形式向四周发射，此时再利用压电陶瓷传感器的正压电效应，即使用其他压电陶瓷片接收该应力波，压电陶瓷片产生形变，输出电压信号，通过发射和接收电压信号的时间差及布置的距离可以计算出土介质的弹性模量；通过电压幅值的改变可以判断出土质的含水率的变化及是否发生裂缝损伤。
[0023]优选的，所述压电陶瓷片呈方形，面积为1cm2;所述大理石板呈方