CN116147522A - 一种隧道基底变形的自动监测系统 - Google Patents
一种隧道基底变形的自动监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116147522A CN116147522A CN202310443129.9A CN202310443129A CN116147522A CN 116147522 A CN116147522 A CN 116147522A CN 202310443129 A CN202310443129 A CN 202310443129A CN 116147522 A CN116147522 A CN 116147522A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- dust
- plate body
- humidity
- plate
- 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
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 97
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
本发明涉及隧道监测的技术领域，具体涉及一种隧道基底变形的自动监测系统，包括监测装置，还包括板体，监测装置固定设置于板体上，在隧道的拱部设置有滑动装置，滑动装置用于使板体进行滑动，监测装置包括激光位移测距仪、粉尘检测单元、湿度检测单元和校正单元，粉尘检测单元用于检测空气中的粉尘浓度；湿度检测单元用于检测空气中的相对湿度；控制器用于判断相对湿度是否大于预设湿度阈值，若超过湿度阈值，则启动校正单元；校正单元用于校正相对湿度对粉尘浓度的误差，则得到校正后的粉尘浓度。通过本发明可减少对其激光位移测距仪产生的干扰因素。
Description
技术领域
本发明涉及隧道监测的技术领域，具体涉及一种隧道基底变形的自动监测系统。
背景技术
随着我国基建和经济水平的日益提高，建设与运营的隧道项目数量也在与日俱增。运营隧道在围岩、地下水、固有缺陷等因素的综合作用下，很大程度上会引起隧道周边围岩应力重分布，导致隧道衬砌结构内力超过上限值，进而出现结构开裂、失稳和路面隆起变形病害，严重危及隧道内行车安全。
目前对隧道路面隆起和衬砌拱脚沉降的判别主要依靠人工巡查方式，当发现路面或拱脚出现变形时，往往已有较大变形量。此时，隧道管养单位会委托检测单位对路面隆起值和衬砌拱脚沉降值进行测量，常用测量仪器为全站仪，测量过程中需采用人工在路面布设测点测量纵坡的方式或扫描断面的方式得到路面隆起值和衬砌拱脚沉降值。此方式一方面工作量大，另一方面往往需要封闭单车道，影响隧道正常运营。此外，由于测点仅为临时布设，无法准确获得路面隆起和衬砌拱脚沉降的发展速度。
所以，现有技术中没有合适的全自动监测系统和监测方案，以至于不能获得运营隧道路面隆起或拱脚沉降变形的准确数据，难以掌握隧道运营安全的实时信息，不能准确指导隧道管养单位做出科学的养护决策。
现有技术虽然用到测距传感器，例如激光位移测距仪，但大气中的粉尘会使激光在传播的过程中产生不必要的反射和折射，尤其是高粉尘浓度的环境中，激光的反射信号被削弱的现象较明显，而且激光在高粉尘浓度的环境中，会产生大量不必要的返回信号，当这些信号的强度大到一定程度时，必然会使接收装置接收这些错误的信号，从而使测距示值产生误差。粉尘浓度越大，接收装置收到的错误信号越明显。
发明内容
本发明目的在于提供一种隧道基底变形的自动监测系统，用于解决以上问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种隧道基底变形的自动监测系统，包括监测装置，还包括板体，监测装置固定设置于板体上，在隧道的拱部设置有滑动装置，滑动装置用于使板体进行滑动，监测装置包括激光位移测距仪、粉尘检测单元、湿度检测单元和校正单元，且粉尘识别单元、湿度检测单元和校正单元均和控制器连接，
粉尘检测单元用于检测空气中的粉尘浓度；
湿度检测单元用于检测空气中的相对湿度；
控制器用于判断相对湿度是否大于预设湿度阈值，若超过湿度阈值，则启动校正单元；
校正单元用于校正相对湿度对粉尘浓度的误差，则得到校正后的粉尘浓度。通过本发明可减少对其激光位移测距仪产生的干扰因素，且通过滑动装置带动板体上的监测装置进行移动，使得监测装置可检测到路面其他区域的情况，不止单单检测一个区域。
进一步地，监测装置还包括识别辅助单元，识别辅助单元包括光源照射模块、第一图像传感器、模数转换器、图像处理器，
控制器判断粉尘浓度是否大于预设粉尘浓度阈值，若大于粉尘浓度阈值，则启动光源照射模块；
光源照射模块与图像传感器连接，光源照射模块用于打开光源，使粉尘在光敏区内流过，光线照射到粉尘颗粒后发生散射；
图像传感器与模数转换器连接，图像传感器用于采集光敏区内散射的光信号，将光信号转换成电信号，再将电信号由放大器放大得到放大信号；
模数转换器与图像处理模块连接，模数转换器用于将放大信号转换成数字信号；
图像处理器用于对数字信号处理得到图像平均灰度值。通过本发明可对不同区域的浓度进行检测。
进一步地，图像处理器包括复原模块，复原模块用于修复出现运动模糊的图像。避免产生的平均灰度值的真实性有误。
进一步地，沿隧道拱部的内壁设有两个相对称的支撑板，支撑板上开设有凹槽，在凹槽相对的内壁上设有齿牙，在板体的两侧分别设有与齿牙相配合的第一齿轮，板体内设有空腔，第一齿轮上固定设置有转动杆，转动杆活动贯穿板体后置于空腔内，置于空腔内的转动杆端部设有第二齿轮，空腔内壁设有电机，电机的输出端与第二齿轮连接。
进一步地，在隧道的内壁两侧交错设置有若干个监测装置。
进一步地，还包括电缆沟，在电缆沟的外侧壁安装有第二图像传感器，在隧道的拱脚处预先埋设有高度标尺。图像传感器定期拍摄标尺，通过对比标尺中心读数，获取衬砌拱脚沉降量与沉降速度。
进一步地，在支撑板的两端分别设置有吹尘组件，吹尘组件包括压缩弹簧以及设置在支撑板底部的承载板，压缩弹簧的一端连接于承载板上，压缩弹簧的另一端连接于移动板上，承载板和移动板之间设有气囊，移动板上活动贯穿有导气管，导气管的一端依次连通有第一连接管、第二连接管和第三连接管，导气管的另一端与气囊连通，第三连接管远离第二连接管的端部位于激光位移测距仪的下方，板体底部的两侧分别设置有与移动板接触的按压块。
进一步地，在支撑板的底部开设有滑槽，移动板上设有与滑槽相配合的滑块。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1. 本发明通过设置的校正单元校正相对湿度对粉尘浓度的误差，避免湿度的变化对粉尘仪测量结果的影响逐渐变大，粉尘仪的读数会随相对湿度的增加而偏大，使得粉尘浓度并未达到粉尘阈值时，因为相对湿度过大，粉尘仪读数显示超过粉尘阈值，则激光位移测距仪停止测距，使得无法实时对路面进行测距的问题；
2. 本发明通过滑动装置带动板体上的监测装置进行移动，使得监测装置可检测到路面其他区域的情况，扩大了检测的区域范围，能够更加实时的进行检测；
3. 本发明通过图像处理设备对数字信号处理得到图像平均灰度值，且设置有灰度阈值，当平均灰度值大于等于灰度阈值时，则说明粉尘浓度较大，激光位移测距仪停止测距，当平均灰度值小于灰度阈值时，启动激光位移测距仪对路面进行测距，便于对不同区域的浓度进行检测。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的流程框图；
图2为本发明齿牙与第一齿轮的配合剖视图；
图3为本发明的整体结构示意图；
图4为本发明的另一结构示意图；
图5为本发明的承载板和移动板的剖视图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-板体；2-支撑板；3-凹槽；4-齿牙；5-第一齿轮；6-第二图像传感器；7-高度标尺；8-激光位移测距仪；9-隧道；10-压缩弹簧；11-承载板；12-移动板；13-气囊；14-导气管；15-第一连接管；16-第二连接管；17-第三连接管；18-按压块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1至图5所示，一种隧道基底变形的自动监测系统，包括监测装置，还包括板体1，监测装置固定设置于板体1上，在隧道9的拱部设置有滑动装置，滑动装置用于使板体1进行滑动，监测装置包括激光位移测距仪8、粉尘检测单元、湿度检测单元和校正单元，且粉尘识别单元、湿度检测单元和校正单元均和控制器连接，
粉尘检测单元用于检测空气中的粉尘浓度；
湿度检测单元用于检测空气中的相对湿度；
控制器用于判断相对湿度是否大于预设湿度阈值，若超过湿度阈值，则启动校正单元；
校正单元用于校正相对湿度对粉尘浓度的误差，则得到校正后的粉尘浓度。
现有技术虽然用到测距传感器，例如激光位移测距仪8，但大气中的粉尘会使激光在传播的过程中产生不必要的反射和折射，尤其是高粉尘浓度的环境中，激光的反射信号被削弱的现象较明显，而且激光在高粉尘浓度的环境中，会产生大量不必要的返回信号，当这些信号的强度大到一定程度时，必然会使接收装置接收这些错误的信号，从而使测距示值产生误差。粉尘浓度越大，接收装置收到的错误信号越明显，并且在隧道9内潮湿的空气的中含有大量肉眼看不见的细小水珠，这些水珠均匀的分布在空气环境当中，当激光被发射器射出，经过这些细小的水珠时，便会发生反射、折射以及漫反射现象，激光的直线传播线路变为“曲线路径”。测距过程中，存在激光未到达目标物已被反射的现象，使得接收装置收到错误的信号，最终导致测距示值出现误差。激光位移测距仪8在潮湿环境中测得的示值理论上应小于在干燥环境中的示值。空气湿度较小时，容易排除异常数据；湿度较大时，测距误差便会加大，误差不可避免。
一种隧道9基底变形的自动监测系统通过粉尘检测单元检测带空气中的粉尘浓度，这里的粉尘检测单元可用粉尘仪来检测粉尘的浓度，它是利用散射光技术来监测在空气中大小范围大约在 0.4μm 到 20μm 的颗粒和粉尘的浓度，粉尘浓度设置了粉尘阈值，当检测到的粉尘浓度小于粉尘阈值时，则启动激光位移测距仪8对路面进行测距，检测到有异常，则通过报警设备提醒工作人员，减少对其激光位移测距仪8产生的干扰因素，若检测粉尘浓度大于粉尘阈值，则激光位移测距仪8此时停止测距，避免产生错误的信号；
在拱脚出现变形时，开始出现变化的是靠近拱脚的两侧区域，通过滑动装置带动板体1上的监测装置进行移动，使得监测装置可检测到路面其他区域的情况，不止单单检测一个区域；
设置的激光位移测距仪8在隧道9的拱部处，测量方向为竖直向下，通过定期测量隧道9拱部与路面间距离，获取路面隆起变形量与发展速度（隧道9拱部变形量相比于路面可忽略不计）；
湿度检测单元可选用温湿度传感器模块 BME280，温度量程范围：-40°C ~85 °C，分辨率：0.01°C，精度：±1°C；湿度量程范围：0~100 %RH，分辨率：0.008 %RH，精度：±3 %RH，湿度阈值为湿度的60%，当检测到相对湿度小于60%时，相对湿度对粉尘的影响较小，若当检测到相对湿度大于60%时，湿度的变化对粉尘仪测量结果的影响逐渐变大，粉尘仪的读数会随相对湿度的增加而偏大，使得粉尘浓度并未达到粉尘阈值时，因为相对湿度过大，粉尘仪读数显示超过粉尘阈值，则激光位移测距仪8停止测距，使得无法实时对路面进行测距，本发明通过校正单元建立分段函数进行湿度修正，根据湿度对粉尘检测结果的影响，湿度修正函数被分成(0%～60%)、（60%～75%）、（75 %～85%）、（85%～95%）四段，为了获取各段的修正函数CF（相对湿度），本发明检测到的各湿度值CF平均值
作为初值，通过高斯牛顿迭代法获取各湿度值的 CF值，之后采用非线性最小二乘法拟合各湿度段的修正因子，得出一组以相对湿度为变量的经验湿度修正函数CF（RH），RH为相对湿度，将其代入粉尘浓度计算公式/>
中，即可得到修正后的粉尘浓度，避免无法实时对路面进行测距的问题。
需要说明的是，监测装置还包括识别辅助单元，识别辅助单元包括光源照射模块、第一图像传感器、模数转换器、图像处理器，
控制器判断粉尘浓度是否大于预设粉尘浓度阈值，若大于粉尘浓度阈值，则启动光源照射模块；
光源照射模块与第一图像传感器连接，光源照射模块用于打开光源，使粉尘在光敏区内流过，光线照射到粉尘颗粒后发生散射；
第一图像传感器与模数转换器连接，第一图像传感器用于采集光敏区内散射的光信号，将光信号转换成电信号，再将电信号由放大器放大得到放大信号；
模数转换器与图像处理模块连接，模数转换器用于将放大信号转换成数字信号；
图像处理器用于对数字信号处理得到图像平均灰度值。
粉尘仪检测的粉尘浓度是属于大范围的浓度，由于监测装置需要在滑动装置上对其路面的不同区域进行监测，但不同区域的浓度是不一样的，因此为了能够避免检测误差，更加实时的回报检测到的数据，本发明通过光源照射模块用于打开光源，使粉尘在光敏区内流过，光线照射到粉尘颗粒后发生散射，用图像传感器采集光敏区内散射光信号，并将光信号转换成电信号，再将信号由放大器放大后通过模数转换器转换成数字信号，最后由图像处理设备对数字信号处理得到图像平均灰度值，且设置有灰度阈值，当平均灰度值大于等于灰度阈值时，则说明粉尘浓度较大，激光位移测距仪8停止测距，当平均灰度值小于灰度阈值时，启动激光位移测距仪8对路面进行测距，便于对不同区域的浓度进行检测。
需要说明的是，图像处理器包括复原模块，复原模块用于修复出现运动模糊的图像。由于在图像处理过程中，图像大多数会因为外部环境影响出现噪声，由于摄像头采集到粉尘移动，因此采集到的粉尘图像会出现运动模糊，运动模糊是指摄像头获取景物图像时，如果在摄像曝光期间，景物和摄像之间有相对移动，那么往往使得图像变得模糊，则产生的平均灰度值的真实性是不稳定的，因此在出现运动模糊的图像时，复原模块分别用盲解卷积复原、约束最小二乘法复原和L-R复原来修复图像，以信噪比改善因子作为评判标准，对复原后的图像进行处理与比较得出约束最小二乘法对粉尘图像的运动复原效果最好。
需要说明的是，沿隧道9拱部的内壁设有两个相对称的支撑板2，支撑板2上开设有凹槽3，在凹槽3相对的内壁上设有齿牙4，在板体1的两侧分别设有与齿牙4相配合的第一齿轮5，板体1内设有空腔，第一齿轮5上固定设置有转动杆，转动杆活动贯穿板体1后置于空腔内，置于空腔内的转动杆端部设有第二齿轮，空腔内壁设有电机，电机的输出端与第二齿轮连接。当激光位移测距仪8已检测到某个区域后，若没问题则反馈到控制器，控制器驱动电机转动，电机通过第二齿轮带动第一齿轮5转动，第一齿轮5的转动可带动板体1进行移动，任一第一齿轮5的转动对板体1施加了驱动力，另一第一齿轮5通过板体1受到的驱动力也会进行移动，则板体1带动监测装置在隧道9内壁上进行移动，支撑板2可设置成两种形式，第一种形式为支撑板2沿隧道的一头延伸到隧道的另一头，以图3的方向为例，第一种形式的支撑板2可进行前后移动，第二种形式为支撑板2沿隧道的横截面进行设置，第二种形式的支撑板2可进行左右移动，实现监测装置对不同区域实现监测。
需要说明的是，在隧道的内壁两侧交错设置有若干个监测装置，隧道内壁两侧的监测装置为固定设置，通过两侧交错设置监测装置的配合可以扩大监测范围，在两侧的监测装置中，其中一侧的监测装置靠近拱部上设置的支撑板2的距离为L，另一侧监测装置上靠近拱部上设置的支撑板2距离为D，L小于D，这样形成的交错可监测到拱脚路面上的各个范围，从而提高精确的监测率；
若支撑板2采用第二种形式，也就是在横截面上进行设置，当衬砌拱脚沉降时，可能导致隧道两侧的衬砌也会出现一定的破损或凹陷，则影响拱部中间的监测装置进行左右滑动，通过在隧道两侧固定设置监测装置，且两侧的监测装置为交错设置，在隧道两侧的衬砌也会出现破损或凹陷时，由于并不是让隧道两侧的监测装置进行滑动，因此监测装置也能正常的进行监测。
需要说明的是，还包括电缆沟，在电缆沟的外侧壁安装有第二图像传感器6，在隧道9的拱脚处预先埋设有高度标尺7。第二图像传感器6定期拍摄标尺，通过对比标尺中心读数，获取衬砌拱脚沉降量与沉降速度。
需要说明的是，在支撑板2的两端分别设置有吹尘组件，吹尘组件包括压缩弹簧10以及设置在支撑板2底部的承载板11，压缩弹簧10的一端连接于承载板11上，压缩弹簧10的另一端连接于移动板12上，承载板11和移动板12之间设有气囊13，移动板12上活动贯穿有导气管14，导气管14的一端依次连通有第一连接管15、第二连接管16和第三连接管17，导气管14的另一端与气囊13连通，第三连接管17远离第二连接管16的端部位于激光位移测距仪8的下方，板体1底部的两侧分别设置有与移动板12接触的按压块18。
由于激光位移测距仪8在粉尘的环境中进行检测，激光位移测距仪8的镜片上易被粉尘附着，容易影响检测的结果，本发明通过设置的板体1在支撑板2上的凹槽3内进行移动，当板体1移动至支撑板2的端部时，板体1底部设置的按压块18与移动板12进行接触，且按压块18对移动板12朝承载板11的方向进行按压，压缩弹簧10发生形变，承载板11和移动板12之间的气囊13进行挤压，气囊13内的气压增高，气囊13内的气体依次从第一连接管15、第二连接管16和第三连接管17喷出，第三连接管17的出气口对准激光位移测距仪8的镜片上，因此对激光位移测距仪8镜片上的粉尘进行清理，可在第三连接管17上设置喷嘴，使得气体喷出的速率加快，能够加强对镜片上粉尘的清理，气囊13是可回复原状橡胶材质，由于是事先判断了粉尘的浓度，当大于粉尘浓度时，板体1是不会继续移动的，待粉尘浓度小于粉尘浓度阈值后，再进行移动，则才会使按压块18按压移动板12，避免气囊13回复原状而吸入空气时吸入到大量粉尘，对后期清理激光位移测距仪8的镜片有影响。
需要说明的是，在支撑板2的底部开设有滑槽，移动板12上设有与滑槽相配合的滑块。通过设置的滑块，可提高移动板12移动过程中的稳定性。
实施例2：
在实施例1的基础上，还包括另一种实施方式，
在板体1上设置有陀螺仪，用于加强激光位移测距仪8在移动时的稳定性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种隧道基底变形的自动监测系统，包括监测装置，其特征在于，还包括板体（1），监测装置固定设置于板体（1）上，在隧道的拱部设置有滑动装置，滑动装置用于使板体（1）进行滑动，监测装置包括激光位移测距仪（8）、粉尘检测单元、湿度检测单元和校正单元，且激光位移测距仪（8）、粉尘识别单元、湿度检测单元和校正单元均和控制器连接，
粉尘检测单元用于检测空气中的粉尘浓度；
湿度检测单元用于检测空气中的相对湿度；
控制器用于判断相对湿度是否大于预设湿度阈值，若超过湿度阈值，则启动校正单元；
校正单元用于校正相对湿度对粉尘浓度的误差，则得到校正后的粉尘浓度。
2.根据权利要求1所述的一种隧道基底变形的自动监测系统，其特征在于，监测装置还包括识别辅助单元，识别辅助单元包括光源照射模块、第一图像传感器、模数转换器、图像处理器，
控制器判断粉尘浓度是否大于预设粉尘浓度阈值，若大于粉尘浓度阈值，则启动光源照射模块；
光源照射模块与图像传感器连接，光源照射模块用于打开光源，使粉尘在光敏区内流过，光线照射到粉尘颗粒后发生散射；
图像传感器与模数转换器连接，图像传感器用于采集光敏区内散射的光信号，将光信号转换成电信号，再将电信号由放大器放大得到放大信号；
模数转换器与图像处理模块连接，模数转换器用于将放大信号转换成数字信号；
图像处理器用于对数字信号处理得到图像平均灰度值。
3.根据权利要求2所述的一种隧道基底变形的自动监测系统，其特征在于，图像处理器包括复原模块，复原模块用于修复出现运动模糊的图像。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种隧道基底变形的自动监测系统，其特征在于，沿隧道拱部的中间内壁上设有两个相对称的支撑板（2），支撑板（2）上开设有凹槽（3），在凹槽（3）相对的内壁上设有齿牙（4），在板体（1）的两侧分别设有与齿牙（4）相配合的第一齿轮（5），板体（1）内设有空腔，第一齿轮（5）上固定设置有转动杆，转动杆活动贯穿板体（1）后置于空腔内，置于空腔内的转动杆端部设有第二齿轮，空腔内壁设有电机，电机的输出端与第二齿轮连接，监测装置设置在板体（1）上。
5.根据权利要求4所述的一种隧道基底变形的自动监测系统，其特征在于，在隧道的内壁两侧交错设置有若干个监测装置。
6.根据权利要求4所述的一种隧道基底变形的自动监测系统，其特征在于，还包括电缆沟，在电缆沟的外侧壁安装有第二图像传感器（6），在隧道的拱脚处预先埋设有高度标尺（7）。
7.根据权利要求4所述的一种隧道基底变形的自动监测系统，其特征在于，在支撑板（2）的两端分别设置有吹尘组件，吹尘组件包括压缩弹簧（10）以及设置在支撑板（2）底部的承载板（11），压缩弹簧（10）的一端连接于承载板（11）上，压缩弹簧（10）的另一端连接于移动板（12）上，承载板（11）和移动板（12）之间设有气囊（13），移动板（12）上活动贯穿有导气管（14），导气管（14）的一端依次连通有第一连接管（15）、第二连接管（16）和第三连接管（17），导气管（14）的另一端与气囊（13）连通，第三连接管（17）远离第二连接管（16）的端部位于激光位移测距仪（8）的下方，板体（1）底部的两侧分别设置有与移动板（12）接触的按压块（18）。
8.根据权利要求7所述的一种隧道基底变形的自动监测系统，其特征在于，在支撑板（2）的底部开设有滑槽，移动板（12）上设有与滑槽相配合的滑块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310443129.9A CN116147522B (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 一种隧道基底变形的自动监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310443129.9A CN116147522B (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 一种隧道基底变形的自动监测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116147522A true CN116147522A (zh) | 2023-05-23 |
| CN116147522B CN116147522B (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=86362228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310443129.9A Active CN116147522B (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 一种隧道基底变形的自动监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116147522B (zh) |
Citations (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4414913A (en) * | 1980-07-18 | 1983-11-15 | Sarda Jean Lucien | Thermo-engraving machine for printing in relief |
| JP2002114382A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-16 | Akatake Engineering Kk | 粉体供給装置 |
| KR100755469B1 (ko) * | 2006-05-01 | 2007-09-04 | (주)지엠지 | 터널의 변형 계측방법 및 그 계측장치 |
| KR100755481B1 (ko) * | 2006-05-01 | 2007-09-04 | (주)지엠지 | 터널의 변형 계측방법 및 그 계측장치 |
| JP2008116352A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Ishikawajima Constr Materials Co Ltd | レーザ式変位計測装置およびそれを用いた寸法変化測定方法 |
| CN101354332A (zh) * | 2008-09-26 | 2009-01-28 | 北京绿林创新数码科技有限公司 | 具有湿度连续自动修正功能的激光粉尘检测仪及检测方法 |
| US20140125801A1 (en) * | 2012-03-16 | 2014-05-08 | Tongji University | On-line tunnel deformation monitoring system based on image analysis and its application |
| CN105629057A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-06-01 | 无锡智谷锐拓技术服务有限公司 | 用于灰尘检测的电能表 |
| US20180038683A1 (en) * | 2015-12-25 | 2018-02-08 | Tongji University | System for quickly detecting tunnel deformation |
| CN109078398A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-12-25 | 王鹏 | 一种工业布袋除尘器 |
| CN109257580A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-01-22 | 陈二东 | 一种电力设备监控装置 |
| CN109260876A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-01-25 | 刘昊 | 一种铜及铜合金生产工序用除尘方法 |
| CN109737760A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-05-10 | 杨柱 | 一种有色金属熔炼除尘工艺 |
| CN110441492A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-12 | 贵州大学 | 一种具有喷雾除尘功能的矿山开采用可燃气体检测装置 |
| CN211137171U (zh) * | 2019-11-28 | 2020-07-31 | 长安大学 | 一种隧道巡检机器人 |
| CN212779181U (zh) * | 2020-09-16 | 2021-03-23 | 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 | 一种监测装置及隧道、边坡变形监测系统 |
| CN112924344A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种基于图像获取煤矿井下粉尘浓度的监测系统及方法 |
| CN112964188A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-15 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 | 一种提高施工期隧道形变激光自动测量精度的方法 |
| CN113074651A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-06 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 单路激光测距隧道变形监测系统及方法 |
| CN113414006A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-21 | 河北中科朗博环保科技有限公司 | 一种带有粉煤灰改性及烟道喷射装置的电除尘系统 |
| CN215263091U (zh) * | 2021-05-06 | 2021-12-21 | 向珂良 | 一种道路桥梁隧道衬砌检测装置 |
| CN113945686A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-18 | 张敏 | 一种具有自适应支撑功能的空气环境检测设备及其使用方法 |
| CN113959405A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-21 | 临沧耀顺建筑有限公司 | 一种隧道断面测量点实时在线放样智能监测装置 |
| CN114082528A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-25 | 常州科康环保除尘设备有限公司 | 一种基于离心切向进风技术的节能型布筒滤尘器 |
| WO2022104569A1 (zh) * | 2020-11-18 | 2022-05-27 | 杭州映冬科技有限公司 | 一种智能制造基于温差提高显示器使用寿命的装置 |
| CN114674238A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-06-28 | 汉朝智慧科技(南京)有限公司 | 一种隧道智能监测装置和系统 |
-
2023
- 2023-04-24 CN CN202310443129.9A patent/CN116147522B/zh active Active
Patent Citations (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4414913A (en) * | 1980-07-18 | 1983-11-15 | Sarda Jean Lucien | Thermo-engraving machine for printing in relief |
| JP2002114382A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-16 | Akatake Engineering Kk | 粉体供給装置 |
| KR100755469B1 (ko) * | 2006-05-01 | 2007-09-04 | (주)지엠지 | 터널의 변형 계측방법 및 그 계측장치 |
| KR100755481B1 (ko) * | 2006-05-01 | 2007-09-04 | (주)지엠지 | 터널의 변형 계측방법 및 그 계측장치 |
| JP2008116352A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Ishikawajima Constr Materials Co Ltd | レーザ式変位計測装置およびそれを用いた寸法変化測定方法 |
| CN101354332A (zh) * | 2008-09-26 | 2009-01-28 | 北京绿林创新数码科技有限公司 | 具有湿度连续自动修正功能的激光粉尘检测仪及检测方法 |
| US20140125801A1 (en) * | 2012-03-16 | 2014-05-08 | Tongji University | On-line tunnel deformation monitoring system based on image analysis and its application |
| US20180038683A1 (en) * | 2015-12-25 | 2018-02-08 | Tongji University | System for quickly detecting tunnel deformation |
| CN105629057A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-06-01 | 无锡智谷锐拓技术服务有限公司 | 用于灰尘检测的电能表 |
| CN109078398A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-12-25 | 王鹏 | 一种工业布袋除尘器 |
| CN109260876A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-01-25 | 刘昊 | 一种铜及铜合金生产工序用除尘方法 |
| CN109257580A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-01-22 | 陈二东 | 一种电力设备监控装置 |
| CN109737760A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-05-10 | 杨柱 | 一种有色金属熔炼除尘工艺 |
| CN110441492A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-12 | 贵州大学 | 一种具有喷雾除尘功能的矿山开采用可燃气体检测装置 |
| CN211137171U (zh) * | 2019-11-28 | 2020-07-31 | 长安大学 | 一种隧道巡检机器人 |
| CN212779181U (zh) * | 2020-09-16 | 2021-03-23 | 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 | 一种监测装置及隧道、边坡变形监测系统 |
| WO2022104569A1 (zh) * | 2020-11-18 | 2022-05-27 | 杭州映冬科技有限公司 | 一种智能制造基于温差提高显示器使用寿命的装置 |
| CN112924344A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种基于图像获取煤矿井下粉尘浓度的监测系统及方法 |
| CN112964188A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-15 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 | 一种提高施工期隧道形变激光自动测量精度的方法 |
| CN113074651A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-06 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 单路激光测距隧道变形监测系统及方法 |
| CN215263091U (zh) * | 2021-05-06 | 2021-12-21 | 向珂良 | 一种道路桥梁隧道衬砌检测装置 |
| CN113414006A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-21 | 河北中科朗博环保科技有限公司 | 一种带有粉煤灰改性及烟道喷射装置的电除尘系统 |
| CN113959405A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-21 | 临沧耀顺建筑有限公司 | 一种隧道断面测量点实时在线放样智能监测装置 |
| CN113945686A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-18 | 张敏 | 一种具有自适应支撑功能的空气环境检测设备及其使用方法 |
| CN114082528A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-25 | 常州科康环保除尘设备有限公司 | 一种基于离心切向进风技术的节能型布筒滤尘器 |
| CN114674238A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-06-28 | 汉朝智慧科技(南京)有限公司 | 一种隧道智能监测装置和系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 姚琦: "急倾斜煤层综采走向分段充填及其岩层控制研究", 《中国博士学位论文全文数据库（电子期刊）》, pages 021 - 4 * |
| 田嘉琛;: "基于实时无线传感器网络监测系统的新型电气控制柜除尘装置", 山东工业技术, no. 07, pages 140 * |
| 白帆: "天府国际机场高速公路龙泉山隧道方案的优化分析", 《低碳世界》, pages 182 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116147522B (zh) | 2023-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109405764B (zh) | 一种基于激光测距的变形自动监测系统 | |
| CN100414250C (zh) | 自标定自编码成像法多点动态挠度/位移测量方法及装置 | |
| CN110081827B (zh) | 机器视觉无参照物的盾尾间隙自动检测方法 | |
| KR101311868B1 (ko) | 타이어의 동적 접지압과 접지형상 측정장치 | |
| CN112693985B (zh) | 一种融合传感器数据的非侵入式电梯状态监测方法 | |
| KR101164423B1 (ko) | 타이어의 동 접지압 측정장치 | |
| CN116147522B (zh) | 一种隧道基底变形的自动监测系统 | |
| CN110243293A (zh) | 基于结构光和机器视觉的管片错台快速检测装置与方法 | |
| EP2960621B1 (en) | Shape inspection device | |
| KR20100052546A (ko) | 물체 표면 조사 방법 및 장치 | |
| CN112945323A (zh) | 一种上煤流量检测方法 | |
| CN215003409U (zh) | 一种超大面积瓷砖检测装置 | |
| CN108267116B (zh) | 一种基于路面三维数据的路面错台检测方法及装置 | |
| CN114543680B (zh) | 一种架空输电线路通道施工车辆现场监测及测距方法 | |
| KR20150101275A (ko) | 간섭 무늬를 이용한 철도 레일의 마모 측정장치 | |
| CN213903347U (zh) | 一种贴片表观在线检测设备 | |
| JP2007205868A (ja) | 光学式形状検査装置及び方法 | |
| CN111412848B (zh) | 一种轮胎磨损检测方法及装置 | |
| CN116295046B (zh) | 电路板板载元器件的回字形高度测量方法 | |
| CN220246673U (zh) | 一种桥梁检测信息采集车 | |
| CN114104894B (zh) | 一种电梯导轨质量多参数检测方法 | |
| CN111856480B (zh) | 一种设备位移快速检测方法及检测系统 | |
| CN213813380U (zh) | 一种检测贴片表观的设备 | |
| RU2333858C2 (ru) | Устройство для контроля прогиба рельса | |
| CN214138538U (zh) | 一种基于视觉测量的轨道测距装置及系统 |
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 |