一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置的制作方法

本实用新型涉及泥石流灾害的监测预警量领域，具体涉及一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置。

背景技术：

泥石流是一种饱含泥沙、石块的浓稠流体。这种还有大量砂石、块体的流体，以每秒数米至数十米的速度在山谷沟床中流动。其发出的次声信号的频率、主频振幅及持续时间等有其独特的特征，在常温下的空气中可以按344m/s的速度长距离传输，可以通过极小缝隙无阻碍的传送。次声这种具有衰减小、传播范围广的特点,使之成为非常有效的核查技术之一。本发明根据泥石流这些特点，改进、利用次声检测的方法研制新一代全新概念的泥石流警报系统，可以避免现有其他警报方法的诸多缺点，使泥石流预警更为实用、可靠，预警提前量可达数十分钟。

目前，国内现有的采用次声波监测泥石流的技术，忽略了次声传播过程中风噪给检测带来的影响。有关文献指出,当风速在6.7-11.2m/s范围内变化时,压力的变化范围大约为50pa的随机压力起伏,而一般次声信号在mpa级,所以风压是干扰次声波观测的强大噪声。如果不进行有效抑制，次声检测的效果将受到极大影响。

为了减小风噪对次声监测的影响,需要运用降噪技术,以提高次声监测能力；因此，降风噪成为了次声研究工作的重要组成部分。然而,直到最近20年,次声降噪系统才取得进展。本发明采用先进的技术原理，基于大量试验验证，发明一套基于微渗管的风噪滤波器，大大降低次声风噪影响，使得对泥石流的次声检测更加及时、准确。风噪抑制型泥石流次声检测和定位系统就是基于上述技术背景研发的，突破了当前泥石流检测领域的技术局限，成为减灾防灾技术领域的新技术。

技术实现要素：

本技术：
公开了一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，降低风噪使得对泥石流的次声检测更加准确。

为了达到上述目的，本申请采用的技术方案如下：

一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，包括次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器、信号调制器、无线电发送电路、发送天线、电源和载波频率发生器；次声探测装置的输出端连接到接口电路的输入端，接口电路的输出端连接到低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端连接到放大器的输入端，放大器的输出端连接到信号调制器的一个输入端，信号调制器的输出端连接到无线电发送电路的输入端，无线电发送电路的输出端连接到发送天线；电源连接到次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器和载波频率发生器；载波频率发生器的输出端连接到信号调制器的另一个输入端。

优选地，次声探测装置由四根微渗软管、四个连接装置、次声传感器和十字形钢管组成，四根微渗软管彼此通过连接装置首尾相连成环状，次声传感器安装在十字形钢管中央，十字形钢管的四端固定到连接装置。

优选地，微渗软管上均匀设置小孔。

优选地，次声传感器采用电容式次声传感器。

优选地，低通滤波器采用截止频率为20hz的低通滤波器。

本申请通过设置次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器、信号调制器、无线电发送电路、发送天线、电源和载波频率发生器实现降低风噪和次声波监测；微渗软管设计有小孔，可以过滤一部分风噪，大大提高泥石流次声检测的准确度，结合电路的低通滤波处理，使得泥石流次声检测准可靠；通过无线电传输手段，实现精准同步，能能准确测量次声到达不同检测点的时间差，确保计算准确性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为次声探测装置结构示意图；

图3为次声探测装置a-a剖面示意图；

其中，1-微渗软管，2-十字形钢管，3连接装置，4-次声传感器。

具体实施方式

本申请公开了一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，如图1所示，包括次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器、信号调制器、无线电发送电路、发送天线、电源和载波频率发生器；次声探测装置的输出端连接到接口电路的输入端，接口电路的输出端连接到低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端连接到放大器的输入端，放大器的输出端连接到信号调制器的一个输入端，信号调制器的输出端连接到无线电发送电路的输入端，无线电发送电路的输出端连接到发送天线；电源连接到次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器和载波频率发生器；载波频率发生器的输出端连接到信号调制器的另一个输入端。

本申请的次声探测装置负责次声监测，并且可以实现硬件上的风噪过滤。该次声探测装置的结构如图2所示，其a-a面剖面示意图如图3所示，次声探测装置是环状，由四根微渗软管1、四个连接装置3、次声传感器4和十字形钢管2组成，四根微渗软管1彼此通过连接装置首尾相连成环状，次声传感器4安装在十字形钢管2中央，十字形钢管2的四端固定到连接装置3。基于微渗管噪声过滤原理，微渗软管1上均匀分布微孔用以过滤风噪，环形的设计可以使得各种声音信息能够从不同方向传输到过滤器。声音信息经过微孔，70-80％的风噪可以被过滤，同时能保证20hz以下的低频信号到达次声传感器4。连接成环形的微渗软管1上均匀分布微孔，并与十字形钢管2相连，保证声音信息传输到布置在圆心处的次声传感器4。通过次声传感器4接线可以将次声探测装置连接到接口电路。

进一步地，次声传感器4采用体积小、灵敏度高的电容式次声传感器；由于微渗软管1由软质材料制成，可以确保不增加额外噪声；微渗软管1与十字形钢管2通过连接装置3固定，可通过调节微渗软管1控制整个滤波装置的频率特性；设备安装时，支撑装置必须保证微渗软管1不变形。

本实用新型的工作原理如下：

通过次声探测装置探测次声信号，次声探测装置初步过滤掉大部分风噪，所探测的信号通过接口电路输入到低通滤波器进行滤波处理过滤掉剩余噪声，然后信号经过放大器进行放大处理后被传送到信号调制器，载波频率发生器与信号调制器对信号进行频率调制，频率调制以后的信号更利于无线发射并且具有更强的抗干扰能力。最后处理完毕的信号经过无线电发送电路被传输到发送天线。电源为次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器和载波频率发生器供电。

技术特征：

1.一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，其特征在于：包括次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器、信号调制器、无线电发送电路、发送天线、电源和载波频率发生器；

次声探测装置的输出端连接到接口电路的输入端，接口电路的输出端连接到低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端连接到放大器的输入端，放大器的输出端连接到信号调制器的一个输入端，信号调制器的输出端连接到无线电发送电路的输入端，无线电发送电路的输出端连接到发送天线；

电源连接到次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器和载波频率发生器；载波频率发生器的输出端连接到信号调制器的另一个输入端。

2.根据权利要求1所述的一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，其特征在于：所述次声探测装置包括四根微渗软管、四个连接装置、次声传感器和十字形钢管，四根微渗软管彼此通过连接装置首尾相连成环状，次声传感器安装在十字形钢管中央，十字形钢管的四端固定到连接装置。

3.根据权利要求2所述的一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，其特征在于：所述微渗软管上均匀设置小孔。

4.根据权利要求2所述的一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，其特征在于：所述次声传感器采用电容式次声传感器。

5.根据权利要求1所述的一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，其特征在于：所述低通滤波器采用截止频率为20hz的低通滤波器。

技术总结
本申请公开了一种风噪抑制型泥石流次声检测和定位装置，涉及泥石流灾害的监测预警量领域，目的在于降低风噪，包括次声探测装置、接口电路、低通滤波器、放大器、信号调制器、无线电发送电路、发送天线、电源和载波频率发生器；次声探测装置的输出端连接到接口电路的输入端，接口电路的输出端连接到低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端连接到放大器的输入端，放大器的输出端连接到信号调制器的一个输入端，信号调制器的输出端连接到无线电发送电路的输入端，无线电发送电路的输出端连接到发送天线，载波频率发生器的输出端连接到信号调制器的另一个输入端，实现了风噪过滤，提高了测量精度。

技术研发人员：李明峰
受保护的技术使用者：成都国信云位数据技术股份有限公司
技术研发日：2020.10.19
技术公布日：2021.06.01