[實用新型]凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統

有效

• 申請號: 201420043919.4
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203867615U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 胡居義;邢榮軍;丁浩;郭鴻雁
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本實用新型涉及一種遠程分布式溫度監測系統，特別涉及一種高海拔多年凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度監測系統。

背景技術

凍土問題是青藏、川藏等高原、寒冷地區及我國東北寒冷地區隧道修建過程中的技術難題之一，也是隧道安全運營中的難題。溫度在解決上述問題的過程中，起著關鍵性的作用。溫度的升高和降低直接導致凍土中含冰量的減少和增加，引起凍土的融沉和凍脹，使得隧道圍巖和結構不穩定，增加施工和運營過程中的安全隱患。

長期以來，凍土科研人員主要靠人工方式對凍土溫度進行采集。這種方法使得科研人員必須在嚴酷的自然條件下工作，不僅工作效率低下，而且數據的完整性、準確性和實時性都得不到保證。國外V?E?Romanovsky等在東西伯利亞地區中，采用水銀溫度計測量方法，測試效率低且精度僅有0.3℃；P?P?Overduina等利用傳感器測試凍土溫度，建立了熱流動模型，分析了不同時間凍土表面熱交換和能量流動的變化。在國外的研究中，研究對象大都是中高緯度的低海拔凍土，而我國的多年凍土主要分布在平均海拔高度為4000米的中、低緯度區域，因而研究成果并不能直接應用于我國隧道修建與運營管理的實際情況。在國內，凍土研究主要依靠實驗室模擬研究，實驗結果與數據精度并不能完全滿足高原凍土特性的科研要求。

因而，建立一套凍土隧道保溫層及襯砌溫度的長期遠程分布式監測系統，自動采集并存儲凍土溫度變化的第一手資料，對科研人員及時掌握凍土隧道保溫層及襯砌的溫度分布，進而分析和統計預測其變化規律和發展趨勢，保障隧道運營安全，具有重要的科研價值和現實意義。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統，以幫助科研人員采集、存儲、統計和分析隧道保溫層及二次襯砌溫度信息。

本實用新型凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統，包括模擬傳感前端裝置、數據采集裝置、分布式網絡數據通信裝置、監測系統主機和監控中心服務器；

所述模擬傳感前端裝置固定于待測隧道保溫層及二次襯砌，模擬傳感前端用于實時監測溫度變化信息；

所述數據采集裝置用于采集模擬傳感前端裝置的監測信息，并將采集到的信息傳輸到分布式網絡數據通信裝置；

所述分布式網絡數據通信裝置用于將數據采集裝置輸入的信息傳輸到監測系統主機；

所述監測系統主機用于對分布式網絡數據通信裝置上傳的信息進行預處理，并通過GPRS通信裝置與監控中心服務器相連；

所述監控中心服務器用于對監測系統主機上傳的信息進行存儲、分析處理和顯示。

進一步，所述數據采集裝置和分布式網絡數據通信裝置固定于待測隧道邊墻位置，所述監測系統主機置于待測隧道兩端洞口。

進一步，所述模擬傳感前端裝置由熱敏電阻探頭和信號調理電路組成。

進一步，所述凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統還包括與監測系統主機和數據采集裝置電連接的供電裝置，所述供電裝置包括UPS電源和太陽能發電裝置。

本實用新型的有益效果：

1、本凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統采用自動化監測模式取代傳統人工采集模式，改善了科研人員的工作環境，同時保證了數據的準確性、實時性和完整性.

2、本凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統能夠滿足高海拔地區隧道低溫、低壓監測的環境要求，故障率低。

3、本凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統具有通信穩定，集中管理的特點，滿足了凍土隧道分布式溫度監測的需求。

4、本凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統采用UPS電源和太陽能發電雙系統供電，能夠自動根據系統要求自由切換供電方式，滿足全天候無人值守工作的要求。

附圖說明

圖1為本實用新型凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。

如圖所示，本實施例凍土隧道保溫層及二次襯砌溫度分布式監測系統，包括模擬傳感前端裝置1、數據采集裝置2、分布式網絡數據通信裝置3、監測系統主機4和監控中心服務器5；

所述模擬傳感前端裝置1固定于待測隧道保溫層及二次襯砌，模擬傳感前端1用于實時監測溫度變化信息；所述數據采集裝置2用于采集模擬傳感前端裝置的監測信息，并將采集到的信息傳輸到分布式網絡數據通信裝置3；