一种基于激光测距的危岩变形多点信息提取及报警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地质工程、矿山工程技术领域，尤其是涉及一种基于激光测距系统的危岩变形多点信息提取及报警装置。
【背景技术】
[0002]危岩体变形监测工作贯穿防治工程实施前、中、后各阶段，通过严密监测危岩体变形动态，可以预测危岩体的稳定性与变形发展趋势、反馈防治施工设计、指导施工并检验防治效果起了重要的作用。目前，常采用的变形监测手段包括三维激光扫描监测、全站仪定点变形监测、局部裂缝变形监测。三维激光扫描监测精度高，能够准确并详细了解整个危岩各点变形发展趋势，但由于激光扫描仪成本较高，不能够用于实时监测；全站仪能够准确的了解特定控制点的变形发展趋势，但同样由于成本较高，不能够用于实时监测；局部裂缝变形监测能够实时监测特定裂缝的变形发展趋势并预警，但其代表性较差，不能够反应整个危岩体的变形发展趋势。综上所述，目前尚无一款能够实时监测多点变形和预警的危岩变形监测装置。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服上述技术缺陷而提供的一种基于激光测距系统的危岩变形多点信息提取及报警装置。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]一种基于激光测距系统的危岩变形多点信息提取及报警装置，其特征在于，该装置包括设备主体、定点支撑装置、控制点反射装置和客户端服务器。
[0006]所述的设备主体包括激光测距传感器、折射透镜、数据采集仪、数据记录仪、GPRS信号发射器、天线、锂电池和频率调节器。所述的激光测距传感器共有25个，按照5X5方式排列在设备主体前部；所述的折射透镜共有25个并分别位于对应激光测距传感器前，主要用于改变激光发射角度，可根据实际需要进行角度调节；所述的数据采集仪用于读取传感器测量数据，其输入端与激光测距传感器输出端连接；所述的数据记录仪用于实时记录数据采集仪所获取的测量数据，其输入端与数据采集仪输出端连接；所述的GPRS信号发射器用于定时向客户端发射数据记录仪存储数据，其输入端与数据记录仪输出端连接，当危岩体累计变形量超过预设值时，数据记录仪将向GPRS信号传感器发出指令，自动向客户端发出报警；所述的锂电池用于整个设备主体供电；所述的频率调节器用于控制激光测距传感器测量频率。
[0007]所述的定点支撑装置为三脚架，可用于设备主体的定位于支撑。
[0008]所述的控制点反射装置包括反射平面和固定支架，通过固定支架固定在危岩体上，其反射平面方向可以根据实际需要进行调节，用于向激光测距传感器反射激光，反射装置要求反射平面与入射激光垂直。
[0009]所述的客户端服务器用于接收设备主体中GPRS信号发射器所发射的数据信号。激光测距传感器获得各组测量参数表征出对应被测量控制点的变形程度和变形运动方向。
[0010]本发明的使用:选择测量点将定点支撑装置固定在测量点处，将设备主体架设在定点支撑装置上，要求设备主体带折射透镜一面朝向被测危岩体。在危岩体上布设变形控制点并安装反射装置，调节折射透镜保证激光折射到预设的反射装置上，调节反射装置，使反射平面与入射激光垂直。
[0011]保持锂电池电力充沛，将频率调节器设定为所需的测量频率，激光测距传感器发射激光，通过折射透镜折射到危岩体上反射装置，通过反射装置的反射平面反射到折射透镜并最终折射回激光测距传感器，激光测距传感器将测量信号传输到数据采集仪，数据采集仪将测量信号转化为测量数据并存储在数据记录仪上，GPRS信号传感器将数据记录仪上的数据定期发射到客户端服务器，最终测量人员和工程人员可以在客户端服务器上实时获得危岩体变形监测数据。当危岩体累计变形量超过预设值时，数据记录仪将向GPRS信号传感器发出指令，自动向客户端发出报警。
[0012]本发明技术方案的有益效果:
[0013]本发明能够实现危岩多点变形特征的实时监测和报警，弥补已有方法成本高不能实时监测或监测点代表性不强的不足，能够为工程地质、矿山工程等相关领域提供危岩变形监测数据与报警。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的装置使用方法示意图；
[0015]图2为本发明的设备主体结构示意图；
[0016]图3为本发明的设备主体前视图；
[0017]图4为本发明的控制点反射装置结构示意图；
[0018]图1中，I为设备主体，2为定点支撑装置，3为激光，4为控制点反射装置，5为被测危岩体，6为客户端服务器；
[0019]图2中，11为激光测距传感器，12为折射透镜，13为数据采集仪，14为数据记录仪，15为GPRS信号发射器，16为天线，17为锂电池，18为频率调节器；
[0020]图3中，12为折射透镜；
[0021]图4中，3为激光，41为反射平面，42为固定支架，5为被测危岩体。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0023]实施例
[0024]具体实施例中，如图1所示，该设备包括设备主体1、定点支撑装置2、控制点反射装置4和客户端服务器6。
[0025]如图2所示所述的设备主体，包括激光测距传感器11、折射透镜12、数据采集仪13、数据记录仪14、GPRS信号发射器15、天线16、锂电池17和频率调节器18。
[0026]如图3所示，所述的激光测距传感器11和折射透镜12共25组，按照5X5方式排列。
[0027]如图4所示，所述的控制点反射装置4包括反射平面41和固定支架42，通过固定支架42固定在危岩体上，其反射平面41方向可以根据实际需要进行调节，用于向激光测距传感器11反射激光3，反射装置4要求反射平面41与入射激光3垂直。
[0028]装置使用时，选择测量点将定点支撑装置2固定在测量点处，将设备主体I架设在定点支撑装置2上，要求设备主体I带折射透镜12—面(如图3)朝向被测危岩体5。在危岩体5上布设变形控制点并安装控制点反射装置4，调节折射透镜12保证激光3折射到预设的控制点反射装置4上，调节控制点反射装置4，使反射平面与入射激光3垂直。
[0029]如图2所示，保持锂电池17电力充沛，将频率调节器18设定为所需的测量频率，激光测距传感器11发射激光3，通过折射透镜折射12到危岩体5上控制点反射装置4，通过控制点反射装置4的反射平面反射到折射透镜12并最终折射回激光测距传感器11，激光测距传感器11将测量信号传输到数据采集仪13，数据采集仪13将测量信号转化为测量数据并存储在数据记录仪14上，GPRS信号传感器15通过天线16将数据记录仪上的数据定期发射到客户端服务器6，最终测量人员和工程人员可以在客户端服务器6上实时获得危岩体变形监测数据。当危岩体累计变形量超过预设值时，数据记录仪14将向GPRS信号传感器15发出指令，自动向客户端发出报警。
【主权项】
1.一种基于激光测距的危岩变形多点信息提取及报警装置，其特征在于，该装置包括设备主体、定点支撑装置、控制点反射装置和客户端服务器； 所述的设备主体包括激光测距传感器、折射透镜、数据采集仪、数据记录仪、GPRS信号发射器、天线、锂电池和频率调节器； 所述的激光测距传感器共有25个，按照5X5方式排列在设备主体前部； 所述的折射透镜共有25个并分别位于对应激光测距传感器前，主要用于改变激光发射角度，可根据实际需要进行角度调节； 所述的数据采集仪用于读取传感器测量数据，其输入端与激光测距传感器输出端连接；所述的数据记录仪用于实时记录数据采集仪所获取的测量数据，其输入端与数据采集仪输出端连接； 所述的GPRS信号发射器用于定时向客户端发射数据记录仪存储数据，其输入端与数据记录仪输出端连接，当危岩体累计变形量超过预设值时，数据记录仪将向GPRS信号传感器发出指令，自动向客户端发出报警； 所述的频率调节器用于控制激光测距传感器测量频率； 所述的定点支撑装置为三脚架，可用于设备主体的定位于支撑； 所述的控制点反射装置包括反射平面和固定支架，通过固定支架固定在危岩体上，其反射平面方向可以根据实际需要进行调节，用于向激光测距传感器反射激光，反射装置要求反射平面与入射激光垂直； 所述客户端服务器上实时获得危岩体变形监测数据，当危岩体累计变形量超过预设值时，获得由数据记录仪将向其发出的报警。
【专利摘要】本发明是一种基于激光测距的危岩变形多点信息提取及报警系统，包括设备主体、定点支撑装置、控制点反射装置和客户端服务器，设备主体包括激光测距传感器、折射透镜、数据采集仪、数据记录仪、GPRS信号发射器、天线、锂电池和频率调节器。通过频率调节器控制激光发射频率，测距传感器发射的激光通过折射透镜改变发射角度，激光射在危岩体上控制点反射装置后反射回测距传感器，测量信号通过数据采集仪读取并由数据记录仪记录，通过GPRS信号发射器发射到客户端服务器。本发明能够实现危岩多点变形特征的实时监测和报警，弥补已有方法成本高不能实时监测或监测点代表性不强的不足，能够为工程地质、矿山工程等相关领域提供危岩变形监测数据与报警。
【IPC分类】G01B11/16
【公开号】CN104949629
【申请号】CN201510187618
【发明人】王建秀, 刘笑天, 殷尧, 吴林波
【申请人】同济大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年4月20日