[發明專利]壓電傳感器用于模擬堤壩邊坡坍塌的自供電監測方法

有效

• 申請號: 202010952646.5
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112254908B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 丁光亞;孫龍;李校兵;王軍;蔡瑛
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01B7/02;H02N2/18;H02J7/32
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 鄭書利

本發明公開一種壓電傳感器，包括壓電組件和固定壓電組件的固定鋼架，所述壓電組件包括多個壓電尺和兩根鋼軌，所述兩個鋼軌相對設置，多個壓電尺分別固定在兩個鋼軌之間，鋼軌與壓電尺組合形成梯狀，所述鋼軌外端包裹砂紙，鋼軌上端和下端部分別固定在相應固定鋼架上，所述壓電組件通過導線分別與電能儲存箱和邊坡預警監測系統連接。該壓力傳感器中精度高，實用性強，壓電尺通過彎變形所產生電能，給邊坡預警監測系統提供電能，實現自供電，節約成本。

技術領域

本發明涉及一種壓電傳感器，還涉及一種壓電傳感器用于堤壩邊坡坍塌自供電監測的方法，是監測邊坡事故的一種方法，適用于各類土質的路堤邊坡，屬于道路工程領域。

背景技術

隨著我國經濟的提高和交通事業的飛速發展，我國修建的道路也越來越多。截至2019年底，我國公路總里程已居世界第一。近幾年，我國公路建設快速發展，公路運輸在國民經濟發展中的地位日益凸顯，已經成為了國家經濟建設的重要組成部分。我國僅用了20多年的時間，以驚人的速度完成了發達國家用半個多世紀所達成的高速公路發展成就。

因為我國修建了大量的公路，所以我國公路網建設等基礎設施規模不斷擴大，邊坡失穩（滑坡）所造成的生命財產安全受損并帶來的巨大經濟損失不容忽視。邊坡監測主要是使用已有的技術手段,安裝埋設相關的儀器設備,對邊坡巖土體的實際狀況及其穩定性進行動態監測的過程。

傳統的邊坡監測依靠工人在現場布置傳感器,對現場的測量結果再進行匯總分析來判定邊坡的穩定狀態,但此時邊坡的穩定狀態極有可能已經發生了改變。人工監測也會受到環境的影響,例如在惡劣環境下工作人員的安全難以得到保障,而且監測所耗費的人力物力也都非常之高。

發明內容

鑒于背景技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種壓電傳感器，該壓力傳感器中精度高，實用性強，壓電尺通過彎變形所產生電能，給邊坡預警監測系統提供電能，實現自供電，節約成本。

為此，本發明采用一種壓電傳感器，包括壓電組件和固定壓電組件的固定鋼架，所述壓電組件包括多個壓電尺和兩根鋼軌，所述兩個鋼軌相對設置，多個壓電尺分別固定在兩個鋼軌之間，鋼軌與壓電尺組合形成梯狀，所述鋼軌外端包裹砂紙，鋼軌上端和下端部分別固定在相應固定鋼架上，所述壓電組件分別與電能儲存箱和邊坡預警監測系統連接。

在本發明中，壓電傳感器中壓電尺采用通過彎變形發電，具備優異的力學性能，彎變性能好。通過壓電尺彎變形產生的電能收集并儲存至電能儲存箱，給邊坡預警監測系統提供電能，實現自供電，降低成本，實用性強。同時還具備出色的耐高溫、耐久性能。壓電傳感器壓電尺位移敏感度高，單片壓電尺在100N的集中荷載下，跨中位移達到超過10mm，適用于模擬堤壩邊坡坍塌預警監測。壓電傳感器通過邊坡預警監測系統，實時采集各傳感器的監控數據和工作狀態，實時監測邊坡的狀態，具有高效的實時性。

附圖說明

圖1為本發明中一種壓電傳感器鋪設在邊坡上的結構示意圖；

圖2為圖1中一種壓電傳感器的壓電組件的結構示意圖；

圖3為圖1中一種壓電傳感器的壓電組件的另一視面的結構示意圖；

圖4為圖1中一種壓電傳感器的鋼軌的局部結構示意圖；

圖5為圖1中一種壓電傳感器的固定鋼架的結構示意圖；

圖6為圖1中一種壓電傳感器的固定鋼架的另一視面結構示意圖；

圖7為圖1中一種壓電傳感器用于振動臺模擬堤壩邊坡坍塌自供電監測的結構示意圖；

圖8為本發明中一種壓電傳感器中數據分析處理服務系統的數據處理流程示意圖；

圖9為為圖1中一種壓電傳感器的壓電尺的工藝流程示意圖。

具體實施方式