[實用新型]基于紅外和振動主動傳感的地災監(jiān)測儀器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120761180.0
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN214475448U
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 扈志勇;弓永峰;王國瑞;王輝;何小鋒;李小瓊;吳學華;王樹軍;高宇;張佳;鐘華坤;鄭志煌
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏回族自治區(qū)國土資源調(diào)查監(jiān)測院;福建初陽信息科技有限公司
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G01D21/02
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

本實用新型提出了基于紅外和振動主動傳感的地災監(jiān)測儀器，通過設置二階低通濾波器對控制器輸出的脈寬調(diào)制信號進行濾波，一方面可以濾除高頻干擾信號，另一方面可得到直流信號，便于后級電路處理；通過采樣電路將熱電制冷器恒流源與熱電制冷器之間供電鏈路的電流大小，并將電流大小反饋至負反饋放大電路的反相輸入端，依此形成負反饋；通過調(diào)節(jié)控制器輸出脈寬調(diào)制信號的占空比實現(xiàn)對熱電制冷器驅(qū)動電流的調(diào)整；通過設置積分電路可對負載回路中的高次諧波起到抑制作用，從而保證系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，解決高次諧波導致熱電制冷器恒流源輸出電流不穩(wěn)定的問題；通過設置高通濾波器用于降低高頻反饋響應。

技術(shù)領域

本實用新型涉及邊坡安全監(jiān)測預警系統(tǒng)領域，尤其涉及基于紅外和振動主動傳感的地災監(jiān)測儀器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的地質(zhì)災害監(jiān)測裝置多采用雨量傳感器、水位計、傾斜計等來獲取雨量、地下水位、及山體移位信息，結(jié)合全球衛(wèi)星導航GNSS信息獲取監(jiān)測點位的多源狀態(tài)信息。由于邊坡發(fā)生大的形變之前地下地質(zhì)體往往發(fā)生微小破裂或錯動事件，衛(wèi)星定位監(jiān)測雖然有較好的靜態(tài)位移監(jiān)測精度，但對微震事件的監(jiān)測能力有限。現(xiàn)有的微動事件監(jiān)測一般需要先通過傳感器對振動信號進行拾取和轉(zhuǎn)換，把振動信號轉(zhuǎn)換成微弱電壓信號，通過放大電路對微弱電壓信號放大，通過對振動信號分析得出邊坡安全預警信息。由于光纖傳感具有抗電磁干擾、信號傳輸距離遠、易于復用和組建傳感網(wǎng)絡等優(yōu)點，光纖光柵振動傳感技術(shù)在邊坡監(jiān)測中的應用發(fā)展迅速。

光纖光柵振動傳感技術(shù)包含光源驅(qū)動器、信號采集單元以及信號處理單元。光源驅(qū)動器作為系統(tǒng)的重要組成部分，用于產(chǎn)生傳感光信號，為保證功率充足的同時，還能夠連續(xù)輸出恒定的頻譜與穩(wěn)定的功率，一般采用可程控補償?shù)暮愣üβ士刂婆c閉環(huán)溫度控制的數(shù)控光源驅(qū)動器。其中，閉環(huán)溫度控制的原理是：當光源工作時，發(fā)光二極管內(nèi)部溫度逐漸升高，通過溫度檢測電路檢測發(fā)光二極管的溫度，并將檢測的溫度值反饋給控制器，控制器依據(jù)溫度反饋信號輸出脈寬調(diào)制信號，該脈寬調(diào)制信號作為驅(qū)動熱電制冷器恒流源的電壓基準，實現(xiàn)對制冷效率的閉環(huán)控制，確保寬帶光源內(nèi)部工作溫度恒定。但是在驅(qū)動熱電制冷器的過程中，回路中存在高次諧波，導致熱電制冷器恒流源輸出電流不穩(wěn)定。為了解決上述問題，本實用新型提供基于紅外和振動主動傳感的地災監(jiān)測儀器，可以抑制回路中產(chǎn)生的高次諧波，降低高次諧波對熱電制冷器恒流源輸出電流的影響，保證熱電制冷器恒流源輸出穩(wěn)定電流。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型提出了基于紅外和振動主動傳感的地災監(jiān)測儀器，可以抑制回路中產(chǎn)生的高次諧波，降低高次諧波對熱電制冷器恒流源輸出電流的影響，保證熱電制冷器恒流源輸出穩(wěn)定電流。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：本實用新型提供了基于紅外和振動主動傳感的地災監(jiān)測儀器，其包括熱電制冷器恒流源、熱電制冷器、MOS管、采樣電路、熱電制冷器驅(qū)動電路、紅外溫度檢測電路和控制器，熱電制冷器驅(qū)動電路包括負反饋放大電路和積分電路；

紅外溫度檢測電路檢測寬帶光源的溫度，其輸出端與控制器的I/O口電性連接，控制器的PWM端與負反饋放大電路的同相輸入端電性連接；

熱電制冷器恒流源通過熱電制冷器與MOS管的漏極電性連接，MOS管的源極與采樣電路的輸入端電性連接，采樣電路的輸出端與負反饋放大電路的反相輸入端電性連接，負反饋放大電路的輸出端與MOS管的柵極電性連接，積分電路并聯(lián)在負反饋放大電路的反相輸入端及其輸出端之間。

在以上技術(shù)方案的基礎上，優(yōu)選的，積分電路包括電容C7和電阻R21；

電容C7的一端與負反饋放大電路的反相輸入端電性連接，電容C7的另一端通過電阻R21與負反饋放大電路的輸出端電性連接。

在以上技術(shù)方案的基礎上，優(yōu)選的，采樣電路包括電阻R24和電阻R25；

MOS管的源極通過電阻R24接地，電阻R25的一端與MOS管的源極電性連接，電阻R25的另一端與負反饋放大電路的反相輸入端電性連接。