CN103886718B

CN103886718B - 一种边坡倾斜监测报警装置

Info

Publication number: CN103886718B
Application number: CN201410064470.4A
Authority: CN
Inventors: 赵伯明; 周军民
Original assignee: Beijing Jiaxun Feihong Electrical Co Ltd
Current assignee: Beijing Jiaxun Feihong Electrical Co Ltd
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: CN103886718A

Abstract

本发明公开了一种边坡倾斜监测报警装置，包括倾斜检测仪、管道和报警器，其中，倾斜检测仪设置于边坡上的安放点；报警器设置于边坡底部；管道沿着边坡的斜面走向铺设在边坡上，管道的两端分别与倾斜检测仪和报警器连接；在倾斜检测仪内部设置有多层平台，每层平台上放置有可自由滚动的小球，在报警器内部设置有应变片；当边坡发生倾斜或滑动时，倾斜检测仪内部的小球会从平台滑落，并通过管道进入报警器，触动报警器内的应变片发生报警信号。该边坡倾斜监测报警装置不仅可以准确监测边坡倾斜，还可以反馈边坡倾斜的程度。

Description

一种边坡倾斜监测报警装置

技术领域

本发明涉及一种监测报警装置，尤其涉及一种边坡倾斜监测报警装置，属于防灾减灾技术领域。

背景技术

山体滑坡、泥石流等自然灾害，给人们生命安全、交通运输等带来巨大的威胁，然而，目前还没有很完备的监测预警系统，因此，如何对山体滑坡、泥石流等进行早期预警，是目前亟需解决的重大课题。

现有的边坡倾斜监测报警器普遍构造复杂，体积庞大，安装困难，维护代价大；而且，现有的边坡倾斜监测报警器适用性相对较差，需要配合动力使用，且多数不可重复使用，由于容易发生山体滑坡、泥石流等自然灾害的地区多为山区、偏远地区，这些地区给设备持续供电带来困难；加之，目前边坡倾斜监测报警器普遍采用计算机以及一些配套设备，工程前期需要埋设传感器，后期需要进行实时监测，使用过程中需要维护，包括线路维护、防雷措施、软件配备、系统稳定等，增加了资金投入，投资较大，无法大面积推广应用。

目前，还有部分不需要配套计算机的简易边坡倾斜监测报警器，例如，专利号为ZL201220134169.2的中国实用新型中公开的边坡侧滑预警装置。该边坡侧滑预警装置包括：固定物，该固定物固定在边坡外坚实土地上；信号装置，该信号装置设置于边坡上，并且该信号装置中设有直立的信号旗；以及连接线，该连接线的结实的一端固定在所述固定物上，该连接线的易断的另一端固定在信号装置上，当边坡滑动时，连接线断裂，导致信号装置中的直立信号旗翻倒。上述结构制作简单、操作方便、能够实时地检测边坡是否发生了侧滑。但是，也存在下述问题，例如，精确度不高，只能监测边坡是否发生倾斜，但不能监测具体的倾斜程度；容易受外界影响，产生误报，造成损失；不能按照既有边坡相关数据对仪器进行临界设置，不能具体的警报边坡是否进入到发生滑坡的危险范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、安全可靠的边坡倾斜监测报警装置。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种边坡倾斜监测报警装置，包括倾斜检测仪、管道和报警器，其中，所述倾斜检测仪设置于边坡上的安放点；所述报警器设置于边坡底部；所述管道沿着边坡的斜面走向铺设在边坡上，所述管道的两端分别连接所述倾斜检测仪和所述报警器；

在所述倾斜检测仪内部设置有多层平台，在每层平台上放置有可自由滚动的小球，所述报警器内部设置有应变片；

当所述边坡发生倾斜或滑动时，所述倾斜检测仪内部的小球会从平台滑落，并通过所述管道进入所述报警器，触动报警器内的应变片发生报警信号。

其中较优地，在所述倾斜检测仪中，包括三层依次重叠的平台，以及分别放置于每层平台上的两个小球；其中，三层平台均为向下凹的圆盘形弧面，弧面最低点切面水平；每层平台的曲率不同，放置于不同平台上的小球的颜色不同。

其中较优地，所述倾斜检测仪包括：金属外罩，在所述金属外罩的底部设置有坡面底板，所述坡面底板和所述金属外罩构成倾斜检测仪的完整的壳体；所述坡面底板呈漏斗状，所述坡面底板的最低点设置有出口，用于与所述管道的入口相连；

在所述金属外罩的内部，设置有对比杆和单摆小球、平台和小球、以及缓冲装置；

其中，所述对比杆固定在所述金属外罩的顶部中心处；所述单摆小球由绳绑定于所述金属外罩的顶部中心处，当所述倾斜检测仪调平时，所述单摆小球与对比杆重合；

在所述单摆小球和所述对比杆的下方，依次设置有三组平台与小球，在底层平台的下部设置有缓冲装置，所述缓冲装置通过两根水平设置且十字交叉的圆杆固定装置固定在所述金属外罩的侧壁上。

其中较优地，所述缓冲装置有三层，在所述缓冲装置的夹层处放有金属小球。

其中较优地，在顶层平台上设置直角坐标系，以所述顶层平台的圆盘形弧面的圆心为坐标原点，X轴与边坡走向平行，Y轴与X轴在平面内垂直，并将圆周均分成360度，标记在所述顶层平台的圆盘上。

其中较优地，在所述倾斜检测仪中，所述金属外罩呈圆柱形，所述金属外罩顶部呈半球形。

其中较优地，所述报警器包括壳体和设置在壳体内部的应变片，应变片与边坡监测总控系统相连；

在应变片与开口之间的空间设置有三层缓冲片，每层缓冲片的一端分别间隔固定在壳体的左侧壁和右侧壁上，另一端交替延伸至壳体的中间位置，并在开口下方的区域相互重叠；

同时，在应变片与壳体的底部之间设置有缓冲材料。

其中较优地，在所述报警器的壳体的顶部留有开口，用于与管道的出口连接。

其中较优地，在所述壳体上设有观察窗，观察窗的设置位置高于应变片的设置位置。

本发明提供的边坡倾斜检测报警装置，在倾斜检测仪内部设置有多个平台，在每个平台上放置有可自由滚动的小球，并在报警器内部设置有应变片。当倾斜检测仪调平后，小球位于平台底部；当边坡发生倾斜时，小球从平台滑落并顺管道滚下进入警报器，触动报警器内的应变片产生警报信号。该边坡倾斜监测报警装置不仅可以准确监测边坡倾斜，还可以反馈边坡倾斜的程度。与现有技术中常见的需要配备计算机的滑坡预警系统相比，本发明所提供的监测报警装置构造简单，体积小巧，安装方便，适合多种类型的边坡倾斜预警，精确度高，报警信号容易被观察到，且不需要用强电及复杂电路，成本较低，维护量极小，不需要动力即可测边坡倾斜，危岩落石等。精度较高，警报器报警信号传递快，容易被观察，可以直观准确预报边坡的倾斜变形。

附图说明

图1是本发明所提供的边坡倾斜监测报警装置整体安装示意图；

图2是本发明所提供的边坡倾斜监测报警装置中，倾斜检测仪的俯视示意图；

图3是本发明所提供的边坡倾斜监测报警装置中，倾斜检测仪的A-A剖视示意图；

图4是本发明所提供的边坡倾斜监测报警装置中，倾斜检测仪内部顶层平台的结构示意图；

图5是本发明所提供的边坡倾斜监测报警装置中，报警器的内部结构示意图；

图6是本发明所提供的边坡倾斜监测报警装置中，报警器的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。在下文中，相同的附图标记标示相同的部分。

本发明提供的边坡倾斜监测报警装置，包括倾斜检测仪1、管道2和报警器3。如图1所示，实际使用时，倾斜检测仪1设置于需要监测的边坡4上的安放点；报警器3设置于边坡4的底部，设置于工作人员可以覆盖的区域；管道2沿着边坡4的斜面走向铺设在边坡4上，管道2的两端分别与倾斜检测仪1和报警器3连接。其中，在倾斜检测仪1内部设置有多层平台，并且在每层平台上放置有可自由滚动的小球，并且，在报警器3内部设置有应变片；当边坡4发生倾斜或滑动时，倾斜检测仪1内部的小球会从平台滑落，并通过管道2进入报警器3内部，触动应变片发生报警信号。即，小球通过挤压报警器3内的应变片产生有线或无线电信号，实现报警功能；工作人员根据报警器3内的落球情况及报警器产生的有线或无线电信号做出响应。

结合图2所示的俯视图和图3所示的A-A剖面视图可知，在该实施例中，倾斜检测仪1具有圆柱形的金属外罩10，金属外罩10的顶部呈半球形，金属外罩10的底部留有开口。金属外罩10用于防止落石等外界因素对倾斜检测仪1造成破坏；金属外罩10的顶部设计成半球形，可最大程度抵消风、雨、雪等恶劣天气对检测器内部稳定性的影响。为了便于从外界观察倾斜检测仪1的内部情况，金属外罩10上还设置有观察孔（未图示），并且，观察孔内附PC塑料。PC塑料强度大，透明性好，可以防止灰尘、雨水进入倾斜检测仪1。在金属外罩10的底部设置有坡面底板11，坡面底板11和金属外罩10构成倾斜检测仪1的完整的壳体。坡面底板11呈漏斗状，其最低点设置有出口，用于与管道2的入口连接，以保证倾斜检测仪1无论向哪个方向倾斜，从平台滑落的小球都可以通过坡面底板11进入管道2内。此外，在金属外罩10的外部设置有固定装置19，用于将倾斜检测仪1固定在边坡4上面。

该倾斜检测仪1，在金属外罩10的内部，设置有固定在金属外罩10顶部中心处的单摆小球12和对比杆18。如图3所示，对比杆18固定在金属外罩10的顶部中心处；单摆小球12由绳绑定于金属外罩10的顶部中心处，当倾斜检测仪1调平时，单摆小球12与对比杆18重合。根据单摆小球12与对比杆18的设置位置，当边坡4发生倾斜变形时，由于重力作用，单摆小球12会保持垂直向下的状态，而倾斜检测仪1的对比杆18会跟随边坡4发生倾斜，此时单摆小球12与对比杆18之间会张开一定角度，该角度即为边坡4倾斜的角度。

在金属外罩10的内部，在单摆小球12和对比杆18的下方，依次设置有三组平台与小球，在底层平台的下部设置有三层缓冲装置14，缓冲装置14通过两根水平设置且十字交叉的圆杆固定装置13固定在金属外罩10的侧壁上。

具体来说，在倾斜检测仪1内部设置的三组平台和小球，包括三层依次重叠的平台15、16和17以及分别放置于每层平台上的两个小球。其中，三层平台均为向下凹的圆盘形弧面，弧面最低点切面水平。每层平台的曲率不同，即每次平台可最大承受边坡发生倾斜的角度不同。为了便于判断滑落小球所对应的边坡倾斜角度，放置于不同平台上的小球的颜色不同。当安装完毕后，在每层平台上放置的两个小球应该置于弧面的最底部；当倾斜检测仪1调平时，三层平台中心的连线与单摆小球12和对比杆18重合。

参见图3，在该实施例中，平台1（即底层平台15）为向下凹的圆盘形弧面，曲率可最大承受边坡发生5^o的倾斜，弧面最低点切面水平，在平台1上放置两黄色小球15A，当安装完毕后，两黄色小球15A应该置于弧面的最底部；平台2（即中间层平台16）为向下凹的圆盘形弧面，曲率可最大承受边坡发生10^o的倾斜，弧面最低点切面水平，在平台2上放置两橙色小球16A，当安装完毕后，两橙色小球16A应该置于弧面的最底部；平台3（即最上层平台17）为向下凹的圆盘形弧面，曲率可最大承受边坡发生20^o的倾斜，弧面最低点切面水平，在平台3上放置两红色小球17A，当安装完毕后，两红色小球17A应该置于弧面的最底部。

当边坡4由于某外部原因触发而发生倾斜变形时，当倾角大于5^o小于10^o时，平台15上的黄色小球15A便会滑落平台，沿着管道滑到报警器3内，从而实现报警，此时由于倾斜较小，平台16、平台17上的橙色小球16A、红色小球17A不会滑落平台；当倾角大于10^o小于20^o时，平台16上的橙色小球16A便会滑落平台，沿着管道2滑到报警器3内，从而实现报警，此时由于倾斜程度，平台17上的红色小球17A不会滑落平台；当边坡由于流变发生较为严重的大于20^o的倾斜时，平台17上的红色小球17A会滑落平台滚到报警器3中，产生报警信号。

此外，为了增加倾斜检测仪1的测量精度，在顶层平台17上设置了直角坐标系，可以获得边坡倾斜的方向。如图4中，平台3（即顶层平台17）的圆盘形弧面以其圆心为坐标原点，X轴与边坡走向平行，Y轴与X轴在平面内垂直，并将圆周均分成360度，标记在顶层平台17的圆盘上。

当边坡发生轻微变形时，平台17上的红色小球20不会滑落平台，但是会滑离平台17的中心，此时红色小球20在平台17上的坐标位置角度，即是边坡发生轻微变形的方向；当边坡发生较严重的变形时，即当边坡的变形程度超过允许的安全储备角度时，红色小球20恰好滑落圆盘，以起到警示作用。根据有关部门测得的边坡相关数据，针对不同的边坡需要，可以对平台15、平台16和平台17弧面的曲率与高度进行设计。

此外，如图3所示，在底层平台15的下方，设置有三层缓冲装置14，在缓冲装置14的夹层中设置有金属小球14a，金属小球14a可沿夹层滚动，并从夹层滑落。经实验可知，如果发生震级小于三级的地震时，三层缓冲装置14会起到缓冲作用，防止误动产生，使平台15、平台16和平台17上的小球不会滑落；当震级超过四级时，此时金属小球14a会随之滚动，从上部平台落下，黄色小球、橙色小球、红色小球和金属小球都会滑落，此时会造成误动，但由相关规定可知，在经历过四级地震以上的受监测的边坡，必须重新确定边坡的稳定性。

上面对本发明提供的边坡倾斜监测报警装置中的倾斜检测仪1进行了介绍，下面介绍报警器3的结构。

如图1所示，报警器3设置在边坡4的底部，设置在工作人员覆盖范围内，当报警信号产生后，工作人员可以及时查看并作出回应。结合图4和图5可知，报警器3包括壳体30和设置在壳体30内部的应变片32，应变片32与边坡监测总控系统相连。在报警器3的壳体30的顶部留有开口，用于与管道2的出口连接，使小球进入报警器3内。在壳体30上设有观察窗34，观察窗34的设置位置高于应变片32的设置位置。并且，在壳体30的外部设置有固定装置35，通过固定装置35将报警器3固定在边坡4的底部。

为了减小小球由高处落下时对应变片32的冲击作用，在报警器3的内部，在应变片32与开口之间的空间设置有三层缓冲片31，并且，在应变片32与壳体30的底部之间设置有缓冲材料33。其中，如图5所示，三层缓冲片31的一端分别间隔固定在壳体30的左侧壁和右侧壁上，另一端交替延伸至壳体30的中间位置，并在开口下方的区域相互重叠，从而，小球在进入报警器3后，在三层缓冲片31的作用下减速落下。

当观察窗34中没有任何小球时，说明监测点边坡相对稳定，没有发生超过5^o的倾斜变形；当观察窗中有黄色小球时，说明监测点边坡有轻微倾斜（大于5^o小于10^o）；当观察窗中有橙色和黄色小球时，说明监测点边坡有相对较严重的倾斜（大于10^o小于20^o）；当观察窗中有红色、橙色和黄色小球时，说明监测点边坡有比较严重的倾斜（大于20^o）；当观察窗中同时出现金属小球、黄色小球、橙色小球、红色小球时，说明边坡经历过四级或者四级以上地震或者类似的剧烈扰动，必须重新确定边坡稳定性。

综上所述，本发明提供的边坡倾斜监测报警装置，在边坡上设置倾斜检测仪和管道，在工作人员覆盖范围内设置警报器，通过边坡倾斜时，小球滑落触碰应变片产生报警信号，进行报警。本发明所提供的边坡倾斜监测报警装置，构造简单，原理明确，体积小巧，且安装方便，使用性较强，适合多种类型的边坡倾斜预警；并且，成本较低。与现有技术中常见的一些需要配套计算机等设施的滑坡预警系统不同，该边坡倾斜监测报警装置不需要用复杂电源；不用维护，不需要动力即可测基岩倾斜，危岩落石；精度较高，警报器报警信号传递快，容易被观察，可以直观准确预报边坡的倾斜变形。

以上对本发明所提供的边坡倾斜监测报警装置进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims

1.一种边坡倾斜监测报警装置，其特征在于包括倾斜检测仪、管道和报警器，其中，所述倾斜检测仪设置于边坡上的安放点；所述报警器设置于边坡底部；所述管道沿着边坡的斜面走向铺设在边坡上，所述管道的两端分别连接所述倾斜检测仪和所述报警器；

在所述倾斜检测仪内部设置有多层平台，每层平台可最大承受边坡发生倾斜的角度不同，在每层平台上放置有可自由滚动的小球，所述报警器内部设置有应变片；

当所述边坡发生倾斜或滑动时，所述倾斜检测仪内部的小球会从平台滑落，并通过所述管道进入所述报警器，触动报警器内的应变片发生报警信号；其中，对应于不同的倾斜角度，当所述边坡发生倾斜或滑动的倾角超过所述平台可最大承受的倾斜角度时，对应平台上的小球发生滑落。

2.如权利要求1所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

在所述倾斜检测仪中，包括三层依次重叠的平台，以及分别放置于每层平台上的两个小球；其中，三层平台均为向下凹的圆盘形弧面，弧面最低点切面水平；每层平台的曲率不同，放置于不同平台上的小球的颜色不同。

3.如权利要求2所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

所述倾斜检测仪包括：金属外罩，在所述金属外罩的底部设置有坡面底板，所述坡面底板和所述金属外罩构成倾斜检测仪的完整的壳体；所述坡面底板呈漏斗状，所述坡面底板的最低点设置有出口，用于与所述管道的入口相连；

4.如权利要求3所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

所述缓冲装置有三层，在所述缓冲装置的夹层处放有金属小球。

5.如权利要求3所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

在顶层平台上设置直角坐标系，以所述顶层平台的圆盘形弧面的圆心为坐标原点，X轴与边坡走向平行，Y轴与X轴在平面内垂直，并将圆周均分成360度，标记在所述顶层平台的圆盘上。

6.如权利要求3所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

在所述倾斜检测仪中，所述金属外罩呈圆柱形，所述金属外罩顶部呈半球形。

7.如权利要求3所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

所述金属外罩上设有观察孔。

8.如权利要求1所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

所述报警器包括壳体和设置在壳体内部的应变片，应变片与边坡监测总控系统相连；

同时，在应变片与壳体的底部之间设置有缓冲材料。

9.如权利要求8所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

在所述报警器的壳体的顶部留有开口，用于与管道的出口连接。

10.如权利要求8所述的边坡倾斜监测报警装置，其特征在于：

在所述壳体上设有观察窗，所述观察窗的设置位置高于应变片的设置位置。