[發明專利]一種泥石流預警裝置及其預警方法

有效

• 申請號: 202210074209.7
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114373282B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 第寶鋒;曲云鵬;左齊;牛志攀
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G06N20/00;H04Q9/00
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

1.一種泥石流預警裝置，用于對流體（2）的流速進行實時監測并對可能出現泥石流的情況進行報警；其特征在于，包括流速傳感器、數據處理模塊、數據傳輸模塊、服務器、預測終端；

所述流速傳感器包括固定梁（3）、形變傳感線（4）、懸掛物（5）；

所述固定梁（3）的端部固定安裝在位于流體（2）側邊的流體岸（1）上且梁體架設在所述流體（2）的上方；

所述形變傳感線（4）一端固定纏繞在所述固定梁（3）上后與所述數據處理模塊連接，并通過數據處理模塊與數據傳輸模塊、服務器、預測終端進行信號鏈路連接；

所述形變傳感線（4）的另一端與所述懸掛物（5）固定連接，并通過所述懸掛物（5）垂掛浸入所述流體（2）內；

所述形變傳感線（4）為可產生彈性形變的導電材料；所述形變傳感線（4）包括纖維管道和導電填充物；

所述纖維管道采用可形變的纖維材料，所述導電填充物設置在所述纖維管道的內管中；所述導電填充物為導電液體或可彈性形變的導電固體。

2.如權利要求1所述的一種泥石流預警裝置，其特征在于，所述懸掛物（5）為球形。

3.如權利要求1或2所述的一種泥石流預警裝置，其特征在于，還包括彈簧，所述彈簧一端設置在所述固定梁（3）上，另一端固定連接所述懸掛物（5）；所述形變傳感線（4）穿過彈簧與固定梁（3）和懸掛物（5）連接；且當無流體（2）作用且未設置形變傳感線（4）在懸掛物（5）上時，所述彈簧對懸掛物（5）的拉力等于懸掛物（5）的重力。

4.如權利要求1或2所述的一種泥石流預警裝置，其特征在于，所述固定梁（3）設置多組，每組固定梁（3）間隔設置在流體（2）的不同流段處；每組所述固定梁（3）上設置的形變傳感線（4）長度都對應一致。

5.如權利要求1或2所述的一種泥石流預警裝置，其特征在于，一組所述固定梁（3）上設置多組形變傳感線（4）；一組所述固定梁（3）上的多組形變傳感線（4）之間設置的長度不一致。

6.一種泥石流預警方法，基于權利要求1或2或3或4或5所述的一種泥石流預警裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將懸掛物（5）垂下放置在流體（2）中，通過流體（2）帶動懸掛物（5）產生位移，并帶動形變傳感線（4）拉扯產生形變；

步驟2：計算形變傳感線（4）在不同流速的流體（2）中對應的形變量和電信號的關系式；

步驟3：在實際測量中，對形變傳感線（4）進行電信號傳輸，當形變傳感線（4）被拉扯后；使用數據處理模塊接收形變傳感線（4）傳輸來的電信號，并根據形變傳感線（4）的材料電阻率、長度、電阻值計算得到當前的電信號反饋值；

步驟4：數據處理模塊將計算得到的電信號反饋值通過數據傳輸模塊發送到服務器換算得到對應的當前流速，根據當前的流速判斷是否需要進行報警；具體判斷為：設置流速警報閾值，監測出的流速大于流速警報閾值時進行報警；設置流速增長閾值，當實時監測的流速的實時漲幅超過流速增長閾值時進行報警。

7.如權利要求6所述的一種泥石流預警方法，其特征在于，記錄每一次實際監測的數據來豐富數據庫，采用機器學習算法對監測進行修正學習。

8.一種泥石流預警方法，基于權利要求5所述的一種泥石流預警裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將懸掛物（5）垂下放置在流體（2）中，通過流體（2）帶動懸掛物（5）產生位移，并帶動形變傳感線（4）拉扯產生形變；

步驟2：計算形變傳感線（4）在不同流速的流體（2）中對應的形變量和電信號的關系式；

步驟3：在實際測量中，對形變傳感線（4）進行電信號傳輸，當形變傳感線（4）被拉扯后；使用數據處理模塊接收形變傳感線（4）傳輸來的電信號，并根據形變傳感線（4）的材料電阻率、長度、電阻值計算得到當前的電信號反饋值；并根據設置在同一固定梁（3）上的不同高度的懸掛物（5）來對當前水位進行測量；

步驟4：數據處理模塊將計算得到的電信號反饋值和水位反饋值通過數據傳輸模塊發送到服務器，并換算得到對應的當前流速，根據當前的流速判斷是否需要進行報警；具體判斷為：設置流速警報閾值，監測出的流速大于流速警報閾值時進行報警；設置流速增長閾值，當實時監測的流速的實時漲幅超過流速增長閾值時進行報警。