[發明專利]基于紅外熱成像與視頻監控的突涌水無線監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202210867430.8
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115457735A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 厲明浩;李利平;楊賀麟;周宗青;靳昊;成帥;宋錦銘
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G08B25/10;E21F17/18;G01J5/48;H04N5/225;H04N7/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本發明提供了一種基于紅外熱成像與視頻監控的突涌水無線監測裝置及方法，所述裝置包括施工臺車以及設置在施工臺車上的補光燈和紅外?視頻一體化監測機構；紅外?視頻一體化監測機構，包括：紅外熱成像探測元件、視頻監控元件、第一連接件、第二連接件、旋轉軸承、旋轉底座和無線傳輸模塊；本發明充分利用巖體與突涌水體熱輻射差異，通過紅外?視頻一體化監測裝備，可實現巖體溫度場變化的實時獲取，圈定突涌水位置，實現了突涌水位置的預測；本發明通過一體化監測裝備獲取突涌水孔面積、突涌水角度及突涌水距離，并用相應的公式出計算突涌水量大小，并對突涌水量大小進行實時更正，同時基于灰色理論實現了突涌水態勢的更準確預測預警。

技術領域

本發明涉及隧道突涌水災害監測預警技術領域，特別涉及一種基于紅外熱成像與視頻監控的突涌水無線監測裝置及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術，并不必然構成現有技術。

在隧道建設過程中，常常遭遇因斷層破碎帶、巖溶等引發的突涌水災害，造成巨大的經濟損失和人員傷亡，通過有效的監測預警是規避重大突涌水災害發生的重要手段。

發明人發現，現有的方案中大多采用地球物理法進行突涌水的檢測或者以微震為載體融合多元信息的實時監測技術，需要根據隧道突涌水災害的地質及地球物理場前兆信息特征進行突涌水的分析，測試方案復雜且需要專業的設備，成本較高。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種基于紅外熱成像與視頻監控的突涌水無線監測裝置及方法，實現了隧道溫度場和視頻的一體化監測和實時獲取，避免了因施工導致傳輸線纜破壞產生的監控中斷。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明第一方面提供了一種基于紅外熱成像與視頻監控的突涌水無線監測裝置。

一種基于紅外熱成像與視頻監控的突涌水無線監測裝置，包括：

施工臺車以及設置在施工臺車上的補光燈和紅外-視頻一體化監測機構；

紅外-視頻一體化監測機構，包括：紅外熱成像探測元件、視頻監控元件、第一連接件、第二連接件、旋轉軸承、旋轉底座和無線傳輸模塊；

紅外熱成像探測元件和視頻監控元件均固定在第一連接件上，第一連接件與位于第二連接件上的旋轉軸承連接以使得第一連接件繞旋轉軸承在豎直切面內旋轉，第二連接件與旋轉底座件活動連接以使得第二連接件繞旋轉底座在水平切面內旋轉，旋轉底座與無線傳輸模塊連接。

作為可選的一種實現方式，第一連接件能夠繞旋轉軸承在豎直切面內360°旋轉，第二連接件能夠繞旋轉底座在水平切面內360°旋轉。

作為可選的一種實現方式，無線傳輸模塊固定在旋轉底座的底部。

作為可選的一種實現方式，第一連接件為倒角處理后的長方體結構或者正方體結構，第一連接件的中軸線開有用于容納旋轉軸承的通孔。

作為可選的一種實現方式，第二連接件為半球體結構，半球體結構上的弧面一側開開有用于固定旋轉軸承的凹槽。

進一步的，所述凹槽自半球體結構的一側貫通到半球體結構的另一側。

進一步的，凹槽自半球體結構的頂部貫通到半球體結構的底部。

本發明第二方面提供了一種基于紅外熱成像與視頻監控的突涌水無線監測方法，利用本發明第一方面所述的監測裝置，包括以下過程：

使用紅外熱成像探測元件對掌子面進行全范圍監控，實時監測巖體溫度場變化，當局部溫度場較周圍溫度場的熱輻射差異大于預設值時，判定該處可能是突涌水發生位置，圈定此突涌水發生位置；