[发明专利]一种隧道施工突水预警系统

权利要求书

1.一种隧道施工突水预警系统，包括电荷放大电路、第一应力提取电路、第一应力检测电路、电压转换模块、第二应力检测电路、第三应力检测电路和突水预警电路，其特征在于，所述电荷放大电路选用型号为SAYL404Y的压力传感器J1将地下监测点的压力转换为电荷信号，利用电容C3的积分作用将电荷信号转换为第一应力电压信号，所述第一应力提取电路利用方波电压决定继电器K2的导通状态，将第一应力电压信号分为第二应力电压信号、第三应力电压信号，若继电器K2未导通，则利用电容C6实时提取第二应力电压信号的峰值，若继电器K2导通，则利用电容C5实时提取第三应力电压信号的峰值，所述电压转换模块根据第二应力电压信号、第三应力电压信号的峰值，分别输出对应实时峰值电压的、连续的第二应力峰值信号、第三应力峰值信号；

所述第一应力检测电路运用运放器AR4将第二应力峰值信号、第三应力峰值信号实时进行差分运算，并运用运放器AR6将差值绝对值与电阻R17-R18的分压值进行比较，所述第二应力检测电路运用运放器AR7将第二应力电压信号与第三应力峰值信号实时进行差分运算，若运放器AR7输出的差值大于电阻R23-R24的分压值，则输出该差值，同理，所述第三应力检测电路运用运放器AR8将第三应力电压信号与第二应力峰值信号实时进行差分运算，若运放器AR8输出的差值大于电阻R29-R30的分压值，则输出该差值，所述突水预警电路选用型号HSTL-106WS的湿度传感器J2将地下监测点的湿度转换为直流电压信号输出，若其大于电阻R31-R32的分压值，则三极管Q9导通，并当三极管Q10-Q12中至少有一个三极管导通时，发光二极管D8导通，发出灯光警告，三极管Q13也导通，电铃LS1发出声音警报；

所述第一应力提取电路包括电容C4，电容C4的一端接继电器K1的触点3和电荷放大电路的输出端，电容C4的另一端接电阻R2的一端和可控硅Q1的控制极，电阻R2的另一端接地，可控硅Q1的阳极接电源+5V，可控硅Q1的阴极接继电器K1的触点1，继电器K1的触点5接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，继电器K1的触点4接继电器K2的触点1和可控硅Q2的控制极，继电器K1的触点3接地和继电器K3的触点4，可控硅Q2的阳极接方波输入端口，可控硅Q2的阴极接电阻R5、电阻R6、电阻R7的一端和可控硅Q3的控制极，可控硅Q3的阳极接电源+5V，可控硅Q3的阴极接继电器K3的触点5，电阻R5的另一端接继电器K2的触点4，继电器K2的触点5接地，继电器K2的触点2接继电器K3的触点1，继电器K2的触点3接二极管D1的阳极和第三应力检测电路中三极管Q8的基极、继电器K6的触点6，二极管D1的阴极接电容C5的一端、三极管Q4的发射极和运放器AR2的同相输入端，电容C5的另一端接地和三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极接电阻R6的另一端，运放器AR2的反相输入端接运放器AR2的输出端和电压转换模块输入端口2，继电器K3的触点2接电阻R4的一端，继电器K3的触点3接二极管D2的阳极和第二应力检测电路中三级管Q7的基极、继电器K5的触点6，二极管D2的阴极接电容C6的一端、三极管Q5的集电极和运放器AR3的同相输入端，运放器AR3的反相输入端接运放器AR3的输出端和电压转换模块输入端口1，电容C6的另一端接地和电阻R4的另一端、三极管Q5的发射极，三极管Q5的基极接电阻R7的另一端；

所述第一应力检测电路包括电阻R10，电阻R10的一端接电压转换模块输出端口1和第三应力检测电路中继电器K6的触点3，电阻R10的另一端接电阻R11的一端和运放器AR4的反相输入端，运放器AR4的同相输入端接电阻R12、电阻R13的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端接电压转换模块输出端口2和第二应力检测电路中继电器K5的触点3，电阻R11的另一端接运放器AR4的输出端、二极管D3的阳极和二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接电阻R15的一端和运放器AR5的反相输入端，运放器AR5的同相输入端接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地，电阻R15的另一端接运放器AR5的输出端、三极管Q6的基极、二极管 D3的阴极和继电器K4的触点6，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极接继电器K4的触点8，继电器K4的触点7接电源+5V，继电器K4的触点5接地，继电器K4的触点2接地，继电器K4的触点3接电阻R17、电阻R18的一端，电阻R17的另一端接电源+24V，电阻R18的另一端接地，继电器K4的触点1接运放器AR6的反相输入端，继电器K4的触点4接运放器AR6的同相输入端，运放器AR6的输出端接突水预警电路中电阻R33的一端。