[發明專利]智能型隧道滲水監測傳感器

在審

• 申請號: 201910832456.7
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110441222A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 王樹敏;岳冠驊
• 申請（專利權）人: 王樹敏
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于傳感器領域，是一種智能型隧道滲水監測傳感器，包括殼體、主板；殼體由高分子材料注塑加工而成，主板包括單電極電容、MCU、電容數字轉換器（CDC）、通訊模塊、電源；電源為整個系統提供能量，CDC與單電極電容連接，MCU通訊接口與CDC、通訊模塊連接，MCU實時獲取CDC測得的單電極電容的電容值，然后MCU對獲取的電容值進行計算獲取當前流過殼體底殼與隧道壁之間的水流量，然后將水流量數據發送至后端服務器；智能型隧道滲水監測傳感器可以精確測量大流量與微流量水流，實現隧道滲水的精確檢測。

技術領域

本發明涉及一種智能型隧道滲水監測傳感器，適用于軌道交通、公路、采礦巷道等各種隧道的滲水監測。

背景技術

隧道普遍存在于各種軌道交通、公路、采礦等領域；在軌道交通領域，由于當前軌道交通基本上都采用電力機車，以接觸網或接觸軌的方式向機車供電，當隧道滲水時就可能造成接觸網或接觸軌的短路，從而造成列車無法運行；在公路領域，滲水可能流淌到路面，造成汽車行車的安全隱患；在采礦領域，滲水可能造成供電線路的短路，給安全生產造成隱患，而且對于滲水點不及時采取補救措施，有可能造成隧道的透水事故。

當前對于隧道滲水的檢測主要采用人工巡察的方式，巡視工作人員使用手電筒照射隧道壁，觀察是否存在滲水；在某些區域還采用視頻錄像的方式，通過車載錄像機對隧道壁進行錄像，然后再通過人工查看視頻錄像的方式查看是否存在滲水，雖然采用錄像方式部分減輕了巡察人員的工作強度，但是其工作強度還是十分大的，而且對于邊角或其他較隱蔽位置的滲水是很難觀測到的，且對查看人員的素質、經驗要求很高。

隧道滲出水通過巖層、土層再通過隧道壁的混凝土層滲入到隧道內部的，因此隧道滲出水中含有較豐富的電解質，具有很高的介電常數；電容的種類很多，其中單電極電容是一種與大地進行耦合的電容，這種電容的值隨著電容電極與大地的距離和大地與電容電極之間介質量的改變而改變，當電極與大地之間的距離確定的時候，那么電容電極與大地之間介質數量的改變就成為電容的電容值的唯一變量且呈現函數關系；電容數字轉換器（CDC）是一種精確測量電容值的芯片，測量精度可以達到fF級，智能型隧道滲水監測傳感器包含MCU、電容數字轉換器（CDC）、單電極電容、電源、通訊模塊組成，電源為整個系統提供能量，通訊模塊負責將數據傳輸至通訊網絡，MCU接收CDC單電極電容的實時電容值，并根據實時電容值計算出水的實時流量，然后通過通訊模塊將水流量模塊發送至服務器端。

智能型隧道滲水監測傳感器具有精度高、測量速度快、無需人工干預，可以自動補償環境變化等特點，可以實現各種隧道滲水、漏水的實時監測。

發明內容

本發明的目的是提供一種智能型隧道滲水監測傳感器。