[發明專利]基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統

在審

• 申請號: 202210252142.1
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114593708A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 耿科;袁義華;陳曉斌;王風棟;孫浩銘;郭衛東;葉暢
• 申請（專利權）人: 中鐵七局集團第四工程有限公司;中南大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01B11/02;G01C9/00
• 代理公司: 廣州名揚高玥專利代理事務所(普通合伙) 44738
• 代理人: 馬坤

1.一種基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，包括電源、數據采集系統、數據傳輸系統、數據儲存系統、數據運算和訪問系統，其特征是，所述數據采集系統包括多個傾角測量裝置、標靶和圖像采集設備，將多個傾角測量裝置首尾相連串聯安裝于隧道襯砌上，并在裝置一端固定一個標靶，洞口外固定圖像采集設備，圖像采集裝置通過對標靶的識別輸出標靶的位移數據，傾角測量裝置將傾角和裝置長度數據輸出，通過數據傳輸系統將圖像采集裝置和傾角測量裝置監測到的數據傳輸入數據儲存系統存儲，數據運算和訪問系統通過傾角測量裝置監測到的數據計算出隧道襯砌各點的位移，利用標靶的位移數據進行誤差補償，并通過遠程客戶端反映隧道斷面的變形情況。

2.根據權利要求1所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述傾角測量裝置包括外殼、外殼兩端鉸接設置的萬向節、外殼內部設置的傾角傳感器、激光位移計，傾角測量裝置一端設置有伸縮結構，激光位移計對應伸縮結構設置，用于測量傾角測量裝置的長度變化。

3.根據權利要求1所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述數據傳輸系統采用CAN總線通訊和GPRS通訊技術進行數據傳輸，由CAN收發器、串口/網絡數據轉換器、DTU、工控機、交換機組成。

4.根據權利要求1所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述數據儲存系統通過在云端服務器中安裝MySQL數據庫對數據進行儲存。

5.根據權利要求1所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述數據運算和訪問系統內安裝有遠程客戶端，可以實現對數據的遠程訪問、系統設置、數據校正、輸出報表、設置預警值。

6.根據權利要求2所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述萬向節和外殼均采用鋁合金材質。

7.根據權利要求2所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述傾角傳感器采用三軸傾角傳感器，由基于MEMS的磁場感應模和加速度模塊制成，可以輸出傾角測量裝置在三維空間內的角度變化。

8.根據權利要求1所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述標靶采用方形或圓形結構，在傾角測量裝置安裝好后安裝于裝置一端或預設好的參考點位置；標靶上印有易于識別的特定圖案，安裝時帶有圖案的一面面向隧道洞口。

9.根據權利要求1所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述標靶上帶有熒光涂料，可以在夜間發光，以保證夜間的識別。

10.根據權利要求1所述的基于傾角和參考點位置補償的隧道變形自動化監測系統，其特征是，所述圖像采集設備與標靶配合使用，采用工業相機或單反相機，圖像采集設備固定安裝在隧道洞口外，鏡頭正對標靶，對標靶進行圖像采集，利用圖像識別技術確定標靶的位置移動情況，得到參考點的位移數據，并根據參考點位移數據對所監測的隧道各點位移進行誤差補償。