本文關鍵詞： 泥石流 壓力傳感器 模擬實驗 EPCM-2640　出處：《成都理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：泥石流是近幾年山區(qū)常見的地質災害。在形成泥石流的條件中,陡峭的山地地形和儲藏一定數(shù)量的松散固體物質是泥石流形成的內在因素,其外在動力因素是暴雨或者一定強度的降雨激發(fā)泥石流的發(fā)生。我國大多數(shù)泥石流都是由強降雨激發(fā)的,由于固體松散物質的特性和山地地形坡度差別很大,并且各個地區(qū)的下墊面及產(chǎn)匯流條件有很大差別,因此爆發(fā)泥石流的臨界強度也不同。目前對泥石流的監(jiān)測手段主要是采用視頻監(jiān)測,人工巡回監(jiān)測,或者雨量監(jiān)測預警。這些傳統(tǒng)的監(jiān)測方式,很難確保其準確性,需要很多的人員在現(xiàn)場輪換監(jiān)測,而且爆發(fā)在地形復雜的山區(qū),人工巡回監(jiān)測方法缺乏對監(jiān)測者的生命安全保障,因此,研究和設計一種新型泥石流監(jiān)測系統(tǒng),提前判斷出泥石流災害發(fā)生在降低泥石流造成的損失有著重要意義。針對土壤含水量和孔隙水壓力的變化情況對泥石流的發(fā)生進行深入研究,分析在土壤含水量不同的情況下,自諧振電感的滲透膜的介電常數(shù)變化,自諧振電感的諧振頻率改變,頻偏讀取電路得到頻率的改變值,以及在含水量不同的情況下相應的孔隙壓力值改變情況。需要在同一地點不同深度同時布置多個傳感器,在坡面的不同位置也布置這樣一組傳感器,通過實時等間距采樣,得到不同深度、不同位置的土壤的含水量、滲水率以及孔隙壓力值。在土壤水分和孔隙水壓力傳感器設計的基礎上,分別從硬件和軟件兩個方面進行了基于土壤含水量和孔隙水壓力的泥石流監(jiān)測傳感裝置的設計。在硬件上采用ARM工控板EPCM-2640銜接傳感器與數(shù)據(jù)發(fā)送通信模塊;軟件設計上采用ARM公司的ADS開發(fā)平臺,進行了數(shù)據(jù)采集任務、CF卡存儲任務、以太網(wǎng)通信任務軟件設計,實現(xiàn)了系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)存儲與通信的功能。在傳感裝置的軟硬件分別設計好以后,集成傳感裝置系統(tǒng),通過室內和室外的實驗對該裝置系統(tǒng)進行了測試,重點測試了土壤含水量和孔隙水壓力在不同濕度的土壤中的數(shù)據(jù),以及在人工降雨模擬泥石流發(fā)生時的數(shù)據(jù)改變情況,依據(jù)泥石流啟動前后土壤含水量和孔隙水壓力的變化,其測試結果能解釋泥石流啟動的模式,對泥石流災害的發(fā)生能及時有效的監(jiān)測。通過對傳感裝置系統(tǒng)的研究,我們可以得出這樣一條主線,為了提高設計的傳感器穩(wěn)定性和準確性,我們必須保證在提高靈敏度技術應用的穩(wěn)定性,通過減少系統(tǒng)同步誤差和元器件之間的干擾是一條重要的解決途徑。傳感裝置的關鍵在于采集數(shù)據(jù)的傳感器與相關電路設計,以及在室內外實驗測試的數(shù)據(jù)通過ADS軟件平臺的分析與理論的研究結果作比較、分析。實驗測試的結果表明,本設計的理論研究與實驗測試的相關結果基本符合,從而能得到傳感裝置在預警監(jiān)測泥石流具有一定的穩(wěn)定性和準確性。通過對傳感裝置的研究與設計方案的制定,為進一步研究預防和監(jiān)測泥石流發(fā)生提供一定的借鑒和參考。
[Abstract]:This paper studies and designs a new type of debris flow monitoring system . The results of the experiment show that the theoretical research of this design is basically consistent with the relevant results of the experimental test , so that the sensing device can be used to provide some reference and reference for further research and prevention and monitoring of debris flow through the research and design of the sensing device .

【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P642.23

【共引文獻】

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本文編號：1526884