光纖傳感器:支持長距離(達(dá)數(shù)十公里)、連續(xù)分布式監(jiān)測,抗電磁干擾,適合復(fù)雜環(huán)境(如地鐵隧道、地?zé)峋?/div>
數(shù)字溫度傳感器(如DS18B20):精度高(±0.5℃)、響應(yīng)快(50ms),適合糧倉、農(nóng)業(yè)等場景的多點(diǎn)測溫。
布設(shè)原則
空間分辨率:根據(jù)監(jiān)測需求調(diào)整傳感器密度。例如,農(nóng)業(yè)田間監(jiān)測可按網(wǎng)格布設(shè),間距5-10米;地?zé)峋O(jiān)測需沿井壁縱向密集布設(shè)。
避讓干擾源:遠(yuǎn)離高壓電纜、熱源等,減少電磁或熱干擾。
固定與保護(hù):
光纖傳感器需用不銹鋼管或鋼絲鎧裝保護(hù),防止摩擦、刮碰。
井壁外埋設(shè)時,采用專用固定裝置確保光纖與套管緊密耦合,避免水泥固井時位移。
隧道內(nèi)鋪設(shè)時,用固定夾具每隔3-5米固定光纖,確保緊密貼合隧道壁。
二、數(shù)據(jù)采集與傳輸優(yōu)化
采集方式選擇
現(xiàn)場采集儀:適合固定點(diǎn)位長期監(jiān)測,數(shù)據(jù)穩(wěn)定性高。
無線傳輸:適用于移動或偏遠(yuǎn)區(qū)域,需確保信號覆蓋(如LoRa、4G/5G模塊)。
光纖傳輸:支持長距離、高速率數(shù)據(jù)傳輸,抗干擾能力強(qiáng),適合大規(guī)模監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
傳輸穩(wěn)定性保障
線纜選擇:使用屏蔽雙絞線或光纖減少電磁干擾。
中繼器部署:在傳輸距離超過1公里時,增加中繼器增強(qiáng)信號。
數(shù)據(jù)加密:對無線傳輸數(shù)據(jù)加密,防止篡改或泄露。
三、數(shù)據(jù)處理與分析技巧
數(shù)據(jù)清洗與校正
定期校準(zhǔn)傳感器,消除漂移誤差。
過濾異常值(如設(shè)備故障或環(huán)境突變導(dǎo)致的數(shù)據(jù)尖峰)。
分析方法應(yīng)用
時間序列分析:研究地溫周期性變化(如晝夜、季節(jié)波動)。
空間插值:通過克里金法或反距離加權(quán)法,生成地溫分布等值線圖。
關(guān)聯(lián)分析:結(jié)合地質(zhì)資料(如巖性、地下水位)或氣象數(shù)據(jù)(如降雨、氣溫),解釋地溫異常原因。
可視化與預(yù)警
使用專業(yè)軟件(如MATLAB、Python的Matplotlib庫)生成溫度曲線、3D熱力圖。
設(shè)置分級預(yù)警閾值(如黃色預(yù)警:溫度超限但未達(dá)危險值;紅色預(yù)警:溫度急劇上升可能引發(fā)災(zāi)害)。