CN113393645A - 一种山体滑坡超声监测预警系统 - Google Patents

一种山体滑坡超声监测预警系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113393645A
CN113393645A CN202110500832.XA CN202110500832A CN113393645A CN 113393645 A CN113393645 A CN 113393645A CN 202110500832 A CN202110500832 A CN 202110500832A CN 113393645 A CN113393645 A CN 113393645A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic
landslide
early warning
piece
warning system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110500832.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113393645B (zh
Inventor
方文平
胡华伟
赵杰
程鹏
李新
郭垒
赵伟
徐晓阳
徐泽政
钟涵
陈毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Mingfeng Xinyuan Technology Co ltd
Hangzhou Jianwei Technology Co ltd
State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd Jiande Power Supply Co
Original Assignee
Chengdu Mingfeng Xinyuan Technology Co ltd
Hangzhou Jianwei Technology Co ltd
Jiande Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Mingfeng Xinyuan Technology Co ltd, Hangzhou Jianwei Technology Co ltd, Jiande Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd filed Critical Chengdu Mingfeng Xinyuan Technology Co ltd
Priority to CN202110500832.XA priority Critical patent/CN113393645B/zh
Publication of CN113393645A publication Critical patent/CN113393645A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113393645B publication Critical patent/CN113393645B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/10—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to calamitous events, e.g. tornados or earthquakes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/25—Measuring force or stress, in general using wave or particle radiation, e.g. X-rays, microwaves, neutrons
    • G01L1/255—Measuring force or stress, in general using wave or particle radiation, e.g. X-rays, microwaves, neutrons using acoustic waves, or acoustic emission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/02—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP]
    • H04L67/025—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP] for remote control or remote monitoring of applications

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种山体滑坡超声监测预警系统,包括：设于山体内的感应件，通过感应件的形变程度来监测山体滑坡；与所述感应件配合的超声应力测量模块，用于采集和处理感应件的数据来获得形变程度判定值B并通过形变程度判定值判定山体滑坡情况；云端服务器，用于接收超声应力测量模块的检测判定结果；通讯模块，用于将超声应力测量模块的检测结果传输到云端服务器；所述感应件包括感应件主体和设于所述感应件主体上的多个尾翼。

Description

一种山体滑坡超声监测预警系统
技术领域
本发明属于山体滑坡监测技术领域，尤其是涉及一种山体滑坡超声监测预警系统。
背景技术
公路及铁路运输承担着陆上绝大部分的交通运输任务，发达的公路及铁路交通运输网络是任何一个国家或地区实现经济快速发展的先决条件。公路和铁路沿线往往有相当多的自然灾害，例如强风、降雪、洪水、地震、火灾、落石和路基沉降等。山体滑坡是公路和铁路沿线广泛存在的一种地质灾害。它是由特殊地质构造引发的一种地质变化，往往会造成次生地质灾害。
山体滑坡监测就是通过各种技术方法来预测山体滑坡的趋势，是预防山体滑坡造成次生地质灾害的主要手段。通过山体滑坡监测，可以了解和掌握滑坡体的演变过程，及时捕捉滑坡灾害的特征信息，以便在山体滑坡形成次生灾害前及时发出警报，以免造成生命财产的损失。山体滑坡监测需要做到不间断监测，才能保证交通运输的安全运行。
目前，用于山体滑坡监测的技术方法中，人工测量技术不仅自动化程度低，而且劳动量过大，也难以实现长时间的实时测量。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种山体滑坡超声监测预警系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种山体滑坡超声监测预警系统,包括：
设于山体内的感应件，通过感应件的形变程度来监测山体滑坡；与所述感应件配合的超声应力测量模块，用于采集和处理感应件的数据来获得形变程度判定值B并通过形变程度判定值判定山体滑坡情况；
云端服务器，用于接收超声应力测量模块的检测判定结果；
通讯模块，用于将超声应力测量模块的检测结果传输到云端服务器；所述感应件包括感应件主体和设于所述感应件主体上的多个尾翼；当山体发生滑坡时，感应件将受力发生形变，通过超声应力测量模块实时监测感应件形变程度，当形变程度达到一定时，超声应力测量模块将判定山体发生滑坡，并通讯模块将山体滑坡的警告发送到云端服务器上；且设置尾翼可增大感应件的受力面积，提高感应件的检测灵敏度。
优选的，所述感应件主体端部上设有引导块，所述引导块设有第一倾斜面。
优选的，所述引导块设有与所述感应件主体配合的螺纹孔。
优选的，所述感应件主体端部上设有安装槽，且安装槽外罩设有保护盖。
优选的，所述尾翼设有第二倾斜面。
优选的，所述超声应力测量模块包括设于所述感应件上的超声波传感器、温度传感器及数据处理单元，所述数据处理单元用于采集处理所述感应件内超声波的物理参数，所述温度传感器用于采集感应件的温度信息。
优选的，所述形变程度判定值B设有阈值Y,当判定值B＞Y时，判定山体发生滑移趋势；当判定值B≤Y时，判定山体正常。
优选的，所述形变程度判定值B＝P+(KT·ΔT+Tb)·a+A·b+f·c，其中a,b,c均为加权系数，P为声波时差，A为超声波幅值衰减程度变化值，f为频率谱变化值，KT为温度系数，ΔT感应件的温度变化值，Tb为感应件的初始温度。
综上所述，当山体发生滑坡时，感应件将受力发生形变，通过超声应力测量模块实时监测感应件形变程度，当形变程度达到一定时，超声应力测量模块将判定山体发生滑坡，并通讯模块将山体滑坡的警告发送到云端服务器上；且设置尾翼可增大感应件的受力面积，提高感应件的检测灵敏度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明金属杆的结构示意图。
图3为本发明金属杆的配合示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，一种山体滑坡超声监测预警系统,包括感应件、超声应力测量模块、通讯模块、云端服务器及电源模块，所述感应件包括感应件主体1、引导块2、保护盖3及尾翼4，所述感应件主体1选用金属棒，其穿设在山体内，倾斜角度为30-45°，优选35度，且感应件主体端部设有安装槽11，安装槽11内设置有温度传感器，用于监测金属棒环境的温度；所述保护盖3罩设在安装槽外，且保护盖上设有用于连接温度传感器的连接器；所述引导块2设有第一倾斜面21和螺纹孔22，螺纹孔22可供感应件主体螺接，且感应件主体螺接与引导块连接后，螺纹孔底部与感应件主体端部之间设有间隙，设置第一倾斜面可起到引导作用，便于将感应件主体插入到山体内，螺纹孔底部与感应件主体端部之间设有间隙可起到缓冲作用；所述尾翼4选用四个，其均匀固定在感应件主体端部外壁上，设置尾翼可增大感应件的受力面积，提高感应件的检测灵敏度，且尾翼设有第二倾斜面41，起到引导作用，减小尾翼对感应件插入山体的阻力。
具体的，所述超声应力测量模块包括设于所述感应件上的超声波传感器和数据处理单元，所述超声波传感器设在感应件顶面上，用于向感应件发送超声波和接收金属杆底面上反射回来的超声波；超声波在感应件的顶面时的波为初始波，从感应件的顶面传到底面时为底波(底面回波)，超声波在顶面和底面之间来回衰减，超声波的幅值衰减满足负指数衰减，感应件受力弯曲的时候，其轴向长度变化导致了波的往返传播时差变化；所述电源模块用于对超声应力测量模块和通讯模块供电，选用太阳能电池板。
具体的，所述数据处理单元包括引出线、扩展器、超声信号源及数据分析单元，所述引出线通过插接件与感应件相连；所述扩展器选用多通道扩展器，且扩展器带有温度采集功能，感应件上的温度传感器是通过扩展器对感应件进行温度采集的，扩展器再将温度数据上传到超声应力测量模块；扩展器可串联多个扩展器，每个扩展器的工作口依次工作，超声信号源实现控制扩展器的工作口工作并完成数据收集、分析和计算；超声信号源可收集处理超声波的数据得到声波时差P、超声波幅值衰减程度变化值A、频率谱变化值f及形变程度判定值B，声波时差P为感应件未形变时标准接收声波的时间与感应件插入山体后超声波传感器测得的接收声波时间的差值；超声波幅值衰减程度变化值A为感应件未形变时标准超声波幅值衰减值与感应件插入山体后超声波传感器测定的超声波幅值衰减值的差值；频率谱是超声信号通过傅里叶变换公式得到的，频率谱变化值f为感应件未形变时标准频率谱与感应件插入山体后测定的频率谱的差值；B＝P+(KT·ΔT+Tb)·a+A·b+f·c，其中a,b,c均为加权系数，KT为温度系数，ΔT感应件的温度变化值，Tb为感应件的初始温度，且B设定有一个阈值Y；当发生山体滑坡时，感应件将受力变形，其轴向长度变化导致了超声波的声波时差和幅值衰减程度变化，通过数据处理单元数据处理得到形变程度判定值B，并将形变程度判定值B与设定的阈值Y进行比较，当判定值B＞Y时，判定山体存在滑移趋势，并通过通讯模块向云端服务器发出信号，当判定值B≤Y时，判定山体正常；通过P，A,f三值测定得到的判定值B可进一步提高对感应件形变的检测准度，从而提高对山体滑坡检测的准确度。
具体的，所述数据传输模块可选用无线4G或5G；所述云端服务器可将信号推送到PC端或手机端。
山体滑坡的具体检测过程为：1、将感应件倾斜打入到山体内；2、采集感应件的P，A,f的基准值；3、间隔采集超声应力测量模块的信号，通过形变程度判定值B与阈值Y比对判定山体情况；4将判定结果传输到云端服务器上；5、云端服务器将判定结果推送到PC端或手机端。

Claims (8)

1.一种山体滑坡超声监测预警系统,包括：
设于山体内的感应件，通过感应件的形变程度来监测山体滑坡；与所述感应件配合的超声应力测量模块，用于采集和处理感应件的数据来获得形变程度判定值B并通过形变程度判定值判定山体滑坡情况；
云端服务器，用于接收超声应力测量模块的检测判定结果；
通讯模块，用于将超声应力测量模块的检测结果传输到云端服务器；
其特征在于：所述感应件包括感应件主体(1)和设于所述感应件主体上的多个尾翼(4)。
2.根据权利要求1所述的一种山体滑坡超声监测预警系统，其特征在于：所述感应件主体(1)端部上设有引导块(2)，所述引导块(2)设有第一倾斜面(21)。
3.根据权利要求1所述的一种山体滑坡超声监测预警系统，其特征在于：所述引导块(2)设有与所述感应件主体配合的螺纹孔(22)。
4.根据权利要求1所述的一种山体滑坡超声监测预警系统，其特征在于：所述感应件主体(1)端部上设有安装槽(11)，且安装槽外罩设有保护盖(3)，所述保护盖上设有连接器。
5.根据权利要求1所述的一种山体滑坡超声监测预警系统，其特征在于：所述尾翼(4)设有第二倾斜面(41)。
6.根据权利要求1所述的一种山体滑坡超声监测预警系统，其特征在于：所述超声应力测量模块包括设于所述感应件上的超声波传感器、温度传感器及数据处理单元，所述数据处理单元用于采集处理所述感应件内超声波的物理参数，所述温度传感器用于采集感应件的温度信息。
7.根据权利要求6所述的一种山体滑坡超声监测预警系统，其特征在于：所述形变程度判定值B设有阈值Y,当判定值B＞Y时，判定山体存在滑移趋势；当判定值B≤Y时，判定山体正常。
8.根据权利要求7所述的一种山体滑坡超声监测预警系统，其特征在于：所述形变程度判定值B＝P+(KT·ΔT+Tb)·a+A·b+f·c，其中a,b,c均为加权系数，P为声波时差，A为超声波幅值衰减程度变化值，f为频率谱变化值，KT为温度系数，ΔT感应件的温度变化值，Tb为感应件的初始温度。
CN202110500832.XA 2021-05-08 2021-05-08 一种山体滑坡超声监测预警系统 Active CN113393645B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110500832.XA CN113393645B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种山体滑坡超声监测预警系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110500832.XA CN113393645B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种山体滑坡超声监测预警系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113393645A true CN113393645A (zh) 2021-09-14
CN113393645B CN113393645B (zh) 2022-09-16

Family

ID=77616817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110500832.XA Active CN113393645B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种山体滑坡超声监测预警系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113393645B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139788A (ja) * 2006-10-30 2007-06-07 Masayuki Hirose 超音波探知装置及びそれを使用した超音波探知方法
CN101667324A (zh) * 2008-09-03 2010-03-10 中国石油天然气股份有限公司 一种管道滑坡监测预警方法和系统及系统的构建方法
CN103743441A (zh) * 2014-01-20 2014-04-23 马鞍山南山开发公司 一种边坡安全的多元耦合在线监测系统及方法
DE102014102906A1 (de) * 2014-03-05 2015-09-10 Inoson GmbH Untertage-Detektionsvorrichtung und Detektionsverfahren
CN105894739A (zh) * 2014-12-02 2016-08-24 天津工业大学 应用传感器及无线网络对地质灾害进行预警的装置
CN108564769A (zh) * 2018-06-12 2018-09-21 中国地质环境监测院 一种基于窄带物联网的分布式滑坡监测预警系统和方法
JP2020153793A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 公立大学法人公立諏訪東京理科大学 土石流通知システム及び土石流センサ
CN112013801A (zh) * 2020-09-22 2020-12-01 中铁二十四局集团安徽工程有限公司 一种基于超声波的滑坡位移滑监测系统及其测量方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139788A (ja) * 2006-10-30 2007-06-07 Masayuki Hirose 超音波探知装置及びそれを使用した超音波探知方法
CN101667324A (zh) * 2008-09-03 2010-03-10 中国石油天然气股份有限公司 一种管道滑坡监测预警方法和系统及系统的构建方法
CN103743441A (zh) * 2014-01-20 2014-04-23 马鞍山南山开发公司 一种边坡安全的多元耦合在线监测系统及方法
DE102014102906A1 (de) * 2014-03-05 2015-09-10 Inoson GmbH Untertage-Detektionsvorrichtung und Detektionsverfahren
CN105894739A (zh) * 2014-12-02 2016-08-24 天津工业大学 应用传感器及无线网络对地质灾害进行预警的装置
CN108564769A (zh) * 2018-06-12 2018-09-21 中国地质环境监测院 一种基于窄带物联网的分布式滑坡监测预警系统和方法
JP2020153793A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 公立大学法人公立諏訪東京理科大学 土石流通知システム及び土石流センサ
CN112013801A (zh) * 2020-09-22 2020-12-01 中铁二十四局集团安徽工程有限公司 一种基于超声波的滑坡位移滑监测系统及其测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113393645B (zh) 2022-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104747912A (zh) 流体输送管道泄漏声发射时频定位方法
CN103836347A (zh) 一种用于原油集输管道的泄漏监测装置及监测方法
CN113988142B (zh) 一种基于卷积神经网络的隧道衬砌空洞声学识别方法
CN103941295A (zh) 路面承载能力探测装置
CN110469782B (zh) 一种基于自适应滤波器的管道泄漏定位装置
CN104007176A (zh) 一种复杂岩土工程介质的全波场检测系统及方法
CN109001814A (zh) 井下微地震监测方法
CN111007572B (zh) 道路地下空洞的自动识别方法、装置及系统
CN109470775B (zh) 一种土质滑坡次声信号识别与野外监测的装置及方法
CN105676268A (zh) 一种基于声音信号波形变化特征的应变型岩爆预警方法
CN111364981A (zh) 用于测量近钻头随钻岩性的方法及监测随钻岩性的系统
CN111521136B (zh) 一种基于水平剪切波的钢筋混凝土结构裂缝深度检测方法及检测装置
CN107642355B (zh) 基于超声波发射法的水力压裂裂缝监测系统及方法
CN112227333A (zh) 一种适用于排土场稳定性的监测预警系统及方法
CN113393645B (zh) 一种山体滑坡超声监测预警系统
CN113393646B (zh) 一种山体滑坡超声监测系统
CN113239506A (zh) 一种基于台风天气的杆塔形变及导线舞动风险评估模型
CN210141480U (zh) 一种天然气管网泄漏监测系统
RU2199005C1 (ru) Способ диагностики состояния межтрубного пространства нефтяных добывающих скважин и устройство для его осуществления
CN109342569B (zh) 一种淤泥质海底航道边坡稳定性实时监测方法
CN101334380B (zh) 油沙中油含量的声学测定方法
CN204286983U (zh) 一种基于数据融合的水库底泥密度探测系统
KR20080016140A (ko) 구조물의 두께와 물성치 검사장치, 검사방법 및 두께감소감시방법
RU97534U1 (ru) Система обнаружения повреждений трубопровода
CN111175379B (zh) 一种基于同步压缩小波变换的Lamb波板结构健康监测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230529

Address after: Room 301-302, Building 3, No. 258 Xiqin Street, Wuchang Street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310023

Patentee after: Hangzhou Jianwei Technology Co.,Ltd.

Patentee after: CHENGDU MINGFENG XINYUAN TECHNOLOGY CO.,LTD.

Patentee after: State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd. Jiande power supply Co.

Address before: 310000 room 404-3, building 2, Haichuang technology center, Cangqian street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee before: Hangzhou Jianwei Technology Co.,Ltd.

Patentee before: CHENGDU MINGFENG XINYUAN TECHNOLOGY CO.,LTD.

Patentee before: STATE GRID ZHEJIANG JIANDE POWER SUPPLY CO.,LTD.