基于傳感器和無線模式的自動監測系統的優勢

一、邊坡監測研究現狀

1.1邊坡監測研究發展情況

我國的邊坡監測始于上世紀 70 年代初期，起步較國外晚，皮尺和人工巡查是其主要的監測手段。之后，隨著高新技術和水準儀、全站儀、測斜儀等儀器的大量投入使用，我國開展了大量邊坡監測工作，在監測資料的基礎上，研究了邊坡變形。現在，我國在邊坡監測工作上已經取得了很大的進步，邊坡監測技術也朝著自動化或全自動方向大步邁進，逐步拉近與西方發達國家之間的差距。

1.2邊坡監測的主要內容及其主要手段

邊坡監測主要內容有以下幾點：地質監測、內外部變形監測、加固結構監測、地表裂縫位錯監測、地下水監測、空隙水壓力監測、環境量監測。

目前，邊坡監測技術已經由過去的人工皮尺等簡易工具的監測手段過渡到儀器監測，并朝著自動化、高精度及遠程系統方向發展。

邊坡監測的手段主要有以下四種：簡易觀測法、設站觀測法、儀表觀測法和遠程監測法。簡易觀測法主要通過人工直接觀測來監測邊坡中地表裂縫、地溫變化、地面鼓脹、沉降、建筑物變形及地下水位變化等現象。設站觀測法是基于對現場的工程地質背景充分了解，在邊坡上設立呈線狀或網絡狀分布的變形觀測點。

儀表觀測法主要利用精密儀表監測變形斜坡的地表及深部的位移、傾斜動態，裂縫相對張、閉、沉、錯變化及地聲、應力應變等物理參數與環境影響因素。遠程監測法具有自動化程度很高、可以實現全天連續觀測等優點，是監測手段的發展方向。

二、無線電自動化監測信息數據采集技術的原理

2.1振弦式傳感器的工作原理

振弦式傳感器的敏感元件是一根金屬絲弦，常用高彈性彈簧鋼、馬氏不銹鋼或鎢鋼制成。使用過程中一端固定受力點，另一端與傳感器受力部件連接，利用振弦的自振頻率與振弦所受的外加張力存在的一一對應關系測量各項物理量。

綜上所述：振弦式傳感器的張力與頻率的關系為二次函數，頻率平方與張力之間為一次函數，通過最小二乘法變化后為線性方程。儀器的結構不同，張力“ ”可以變換位位移、壓力、壓強、應力、應變等物理量。另外，當振弦式傳感器利用電磁線圈銅導線的電阻值隨溫度變化的特性可以進行溫度測量，也可以在傳感器內設置可兼測溫度的元件。

2.2 傳感器的選擇與研制

在選擇傳感器時，我們應該根據實際的測量需求，分析對比各種形式傳感器的測量功能和性能，選用能滿足工程實際需求且性價比較高的傳感器。為了控制系統成本、簡化安裝和維護傳感器過程，企業研制了板式固定式測斜傳感器。板式固定式測斜傳感器的板式載體為長條狀的平板，在長度方向平行地分布有條狀缺口。測斜傳感器固定在平板載體平面上，平板載體連同測斜傳感器插入并卡在測斜管內，兩條缺口一方面可使載體獲得一定程度彈性，另一方面也保證了載體所需的整體強度。

三、無線電自動化監測信息數據采集技術的利與弊

3.1 無線電自動化監測信息數據采集技術的優點

第一，測量的數據精確、穩定、可靠；

第二，可以長期而又實時地采集數據，克服了人工監測不能進行不中斷監測、監測頻率受限、受氣候環境影響大等缺點；

第三，可以節省大量的人力、物力，很好地服務于公路的養護管理。

3.2 無線電自動化監測信息數據采集技術的不足之處

第一：采集技術尚未成熟。因為目前邊坡監測應用的大多是離散式的傳感器，無法采集到邊坡大部分的重要部位的數據信息；

第二，無線傳輸方式有待提高；

第三，采用該技術的成本比較高，技術復雜，要全面推廣的困難很大。

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