[發明專利]一種隧道斷面變形監測裝置

有效

• 申請號: 202110351916.1
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113074653B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張二鋒;趙智輝;楊金虎;陳貴川
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 冉劍俠

本發明涉及用于計量固體變形的設備領域，具體涉及一種隧道斷面變形監測裝置，包括安裝座，安裝座上設有報警單元、處理單元和多個激光測距單元，激光測距單元配套設有多個位于隧道內壁上的反射單元，反射單元沿著隧道徑向布設；激光測距單元向反射單元發射測量信號并接收反射回來的回波信號，激光測距單元將回波信號發送至處理單元，處理單元根據回波信號計算距離值；處理單元將第一次計算距離值作為參照值，處理單元將后續計算得到的激光測距單元對應的距離值與對應的參照值作差得到差值，處理單元判斷差值是否位于沉降范圍內，若否，處理單元向報警單元發送報警信號進行報警。本發明提高測量效率和距離值的可對比性。

技術領域

本發明涉及用于計量固體變形的設備領域，具體涉及一種隧道斷面變形監測裝置。

背景技術

隧道是埋置于地層內的工程建筑物，隧道包括交通隧道、礦山隧道和水工隧道等。隧道起著連通兩個區域供人員車輛通行或運載物品的作用，所以，隧道的變形監測非常重要，關系著人員車輛或運載物品的安全。隧道在建成使用過程中，都需要進行變形監測，目前，針對隧道的變形監測普遍是通過在隧道內壁需要監測處貼上反射片，然后使用全站儀進行監測。該監測方法僅僅是針對一個點進行測量，監測效率低，監測結果可對比性差。

發明內容

本發明意在提供一種隧道斷面變形監測裝置，以解決現有監測方法監測效率低和可對比性差的問題。

本方案中的隧道斷面變形監測裝置，包括安裝座，所述安裝座上設有報警單元、處理單元和多個激光測距單元，所述激光測距單元均勻分布在安裝座的同一弧線上，所述激光測距單元配套設有多個位于隧道內壁上的反射單元，所述反射單元沿著隧道徑向布設；

所述激光測距單元向反射單元發射測量信號并接收反射回來的回波信號，所述激光測距單元將回波信號發送至處理單元，所述處理單元根據回波信號計算距離值；所述處理單元將第一次計算的多個激光測距單元的距離值存儲為一組參照值，所述處理單元將后續計算得到的激光測距單元對應的距離值與對應的參照值作差得到差值，所述處理單元判斷差值是否位于沉降范圍內，當差值位于沉降范圍外時，所述處理單元向報警單元發送報警信號進行報警。

本方案的有益效果是：

通過在安裝座上設置多個激光測距單元，然后由多個激光測距單元分別向反射單元發射測量信號，并接收反射后的回波信號，再由處理單元根據回波信號計算距離值，并以第一次計算得到的距離值為參照值，第一次計算是指處理單元在任一隧道處初始時的計算，將隧道初次測量的距離值作為參照值，以隧道初始時的狀態為參照，在后續測量時，將參照值和測量的距離值作差來判斷隧道的變形是否位于沉降范圍內，并在異常時進行報警，多個激光測距單元能夠同時多個位置上的距離值，提高測量效率和距離值的可對比性，多個激光測距單元的位置固定，不會因轉動部件老化或損壞等造成對不準反射單元。

進一步，還包括識別單元，所述處理單元將回波信號發送至識別單元，所述識別單元識別回波信號的回波強度值發送至處理單元，所述處理單元將回波強度值與預設強度進行對比，當回波強度值小于預設強度時，所述處理單元判斷反射單元位置異常并暫停計算距離值，當回波強度值大于預設強度時，所述處理單元根據回波信號計算距離值。

有益效果是：識別回波信號的回波強度值，并與預設強度進行對比，在回波信號的回波強度值達到需求時，才計算距離值，防止反射單元位置異常造成的距離值異常，提高距離值計算的準確性。

進一步，還包括位于隧道內壁上的調節軌道，所述調節軌道上固設有多個存放反射單元的容納箱，所述調節軌道上設有調節反射單元位置的調節機構，所述反射單元固定安裝在調節機構上，所述調節機構帶動反射單元進入容納箱中。

有益效果是：在不進行變形監測前，可以讓反射單元位于容納箱內，減少反射單元上積累的灰塵。