[发明专利]阵列式位移监测系统

说明书

本发明提供一种阵列式位移监测系统，包括多个监测节，监测节之间通过柔性连接管连接，在监测节内设有加速度传感器，加速度传感器与采集装置电连接，采集装置与运算装置电连接，运算装置与数据发送装置电连接。通过采用阵列的加速度传感器对监测节的姿态进行监测，通过对多节监测节的联合解算，得出被监测物体的变形量。通过降低对传感器精度的需求，采用五轴的方案，克服了三轴传感器测量精度较低的问题，虽然增加了两个轴的加速度计，但达到同样精度要求的情况下，降低了对加速度计的精度要求，实际反而大大降低了监测系统的成本。

技术领域

本发明涉及岩土工程、大坝工程、地质工程等监测系统领域，特别是一种阵列式位移监测系统。

背景技术

位移监测系统是用于岩土工程、大坝工程、地质工程监测的系统，通过内置的加速度传感器来监测边坡或大型构件物的变形量，用于预防地质灾害和确保大型构件物的变形在许可的范围内。现有新技术中通常采用陀螺仪来的转角变化，对变形进行测量。例如中国专利文献CN1558181A中记载的大坝面板挠度或坝体内部变形监测方法及其装置。但是该方案对陀螺仪的精度要求较高，设备成本较高。CN103727911A中还记载了一种基于MEMS阵列的组装式深部位移监测设备及系统，采用)倾角传感器阵列来获得地下深部位移监测结果。如前述的倾角传感器是基于转角的监测来获得位移结果，对精度要求较高。这些方法都还需要埋设安装监测系统特殊的运行管道，导致设备整体成本仍然较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种阵列式位移监测系统，能够在确保监测精度的前提下，大幅降低设备成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种阵列式位移监测系统，包括多个监测节，监测节之间通过柔性连接管连接，在监测节内设有加速度传感器，加速度传感器与采集装置电连接，采集装置与运算装置电连接，运算装置与数据发送装置电连接。

优选的方案中，在监测节内设有一个三轴加速度传感器，用于监测X、Y、Z三轴位移数据。

优选的方案中，在监测节内设有一个一轴加速度传感器，一轴加速度传感器的监测方向沿着监测节的轴向；

在监测节的两端位置还设有两个二轴加速度传感器，两个二轴加速度传感器的监测方向沿着监测节的横截面方向。

优选的方案中，两个二轴加速度传感器的监测方向在圆周上相差30～60°。

优选的方案中，标定时，首先做一个二轴加速度传感器和一轴加速度传感器的正交标定，然后再做另一个二轴加速度传感器和一轴加速度传感器的正交标定，以使系统内测量轴正交；

加速度阈值判断，以0.866为阈值，决定选取哪个轴为测量轴，超过该阈值就切换另外一组测量轴进行测量。

优选的方案中，所述的柔性连接管为不锈钢波纹管，不锈钢波纹管的两端通过螺纹与监测节固定连接；或者所述的柔性连接管为耐压胶管，耐压胶管内设有钢丝网骨架；

在柔性连接管内填充有直径在1～12mm之内的球状颗粒物。

优选的方案中，数据发送装置还与无线传输装置电连接，无线传输装置与云服务器连接；

云服务器通过交互系统与终端连接。

优选的方案中，在使用过程中，对监测信号进行降噪处理，具体步骤为：

S1、信号分解：根据原始信号的特征选取合适的小波基函数，并确定分解的阶数和分解后的各层小波系数，选择合适的分解阶数避免信号降噪不彻底或者过渡降噪；

S2、小波系数阈值量化处理：根据获得的各层小波系数的特征，选择合适的阈值函数与阈值准则，对分解后的高频噪声信号进行阈值量化处理；