【摘 要】
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地质灾害一直都是国家自然灾害预防和治理的重要部分,而滑坡灾害又是地质灾害中情节较为严重的一类,因此要针对滑坡灾害的监测预警开展工作显得尤为重要。而国内大部分针对滑坡的监测和科学研究,使用的都是进口的仪器,例如泰克的特性阻抗测试仪DSA8300等。同时在使用进口设备的时候,有时候还需要购买额外的配套模块,并且价格不菲,所以只能在大型的滑坡监测和研究中使用,但是在一些规模比较小的滑坡中想要展开比较广泛
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地质灾害一直都是国家自然灾害预防和治理的重要部分,而滑坡灾害又是地质灾害中情节较为严重的一类,因此要针对滑坡灾害的监测预警开展工作显得尤为重要。而国内大部分针对滑坡的监测和科学研究,使用的都是进口的仪器,例如泰克的特性阻抗测试仪DSA8300等。同时在使用进口设备的时候,有时候还需要购买额外的配套模块,并且价格不菲,所以只能在大型的滑坡监测和研究中使用,但是在一些规模比较小的滑坡中想要展开比较广泛的应用比较难。本课题针对滑坡监测中地表和地下变形位移的监测,研制运用螺旋传感线和时域反射技术相结合来实现大变形分布式测量的装置,主要工作如下:（1）研究了变形量监测预警主要的几种方法,对其各自的特点进行分析,而本课题使用的螺旋传感线可弯折、拉伸程度大,因此在分布式测量领域有一定优势。（2）本课题的测量原理主要在于螺旋传感线上拉伸量、特性阻抗、反射电压三者的转换,通过与TDR技术的结合,以测得螺旋传感线拉伸点的位置和反射电压的大小,从而实现大变形分布式测量。（3）硬件电路部分,主要包括:窄脉冲发生电路、回波调理电路（限幅电路和三极管放大电路）、ADC电路（3款ADC芯片配置电路的设计）、电源模块和通信模块。（4）FPGA高速采样模块的设计,首先验证了顺序等效采样方案的可行性。然后对实际的波形进行采样,同时实现了采样数据的缓冲和存储,并通过串口实现数据的上传。（5）基于Lab VIEW的串口数据波形图表显示设计。（6）在拉伸平台上对螺旋传感线进行拉伸实验,并且对采样得到的实验数据分析处理。本课题针对TDR装置的脉冲源和回波调理电路的设计,使得反射波的变化能够更清晰的观察,同时验证了顺序等效采样方案的可行性,并且实现了采样数据的跨时钟域读写,为之后进一步的优化,形成一套较为完善的大变形分布式测量系统,奠定了基础。
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