CN106710150A - 泥石流冲击力监测系统及报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质灾害监测技术领域，具体涉及一种泥石流冲击力监测系统及报警方法。系统包括撞击板、保护筒、冲击力传感器、数据采集装置、通信模块以及终端设备。撞击板设置于保护筒内，冲击力传感器设置于底壁与撞击板之间，冲击力传感器与数据采集装置连接，数据采集装置通过通信模块与终端设备通信连接。撞击板受力时，冲击力传感器受挤压产生电信号并发送至数据采集装置，数据采集装置将电信号转化为冲击力信号并通过通信模块发送至终端设备，终端设备判断冲击力信号包括的冲击力值是否超出预设阈值，若冲击力信号包括的冲击力值超出预设阈值，则发出报警信号。通过上述设置有效解决现有的接触式泥石流监测装置在泥石流冲击力过大时不能持续发出准确实时的报警信号的问题。

Description

泥石流冲击力监测系统及报警方法

技术领域

本发明涉及地质灾害监测技术领域，具体而言，涉及一种泥石流冲击力监测系统及报警方法。

背景技术

现有技术中，泥石流的监测技术主要分为接触式和非接触式两大类型。本发明属于接触式监测方法。现有的接触式泥石流监测装置主要采用断线法。断线法是在泥石流沟床内布设金属感知线，一旦泥石流冲断了该金属感知线，接触式泥石流监测装置产生一个断线信号并根据该断线信号实现报警。但在该金属感知线冲断之后该断线法丧失了报警的功能，不能实现持续实时监测。此外断线法也不能测得冲击力大小，进而不能对泥石流规模做出准确判断。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种泥石流冲击力监测系统，通过设置撞击板、保护筒、冲击力传感器、数据采集装置、通信模块以及终端设备，有效解决现有的接触式泥石流监测装置在泥石流冲击力过大时不能持续发出准确实时的报警信号的问题。

本发明的另一目的在于提供一种泥石流冲击力监测报警方法，方法基于设置撞击板、保护筒、冲击力传感器、数据采集装置、通信模块以及终端设备的系统实现，有效解决现有的接触式泥石流监测装置在泥石流冲击力过大时不能持续发出准确实时的报警信号的问题。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种泥石流冲击力监测系统，包括：撞击板、保护筒、冲击力传感器、数据采集装置、通信模块以及终端设备。

所述保护筒包括底壁和侧壁，所述侧壁环设于所述底壁，所述撞击板设置于所述保护筒内，所述冲击力传感器设置于所述底壁与所述撞击板之间，所述冲击力传感器与所述数据采集装置连接，所述数据采集装置通过所述通信模块与所述终端设备通信连接。

所述撞击板受力时，所述冲击力传感器受挤压产生电信号并发送至所述数据采集装置，所述数据采集装置将所述电信号转化为冲击力信号并通过所述通信模块发送至所述终端设备，所述终端设备存储有预设阈值，所述冲击力信号包括冲击力值，所述终端设备判断所述冲击力信号包括的冲击力值是否超出预设阈值，若所述冲击力信号包括的冲击力值超出所述预设阈值，则发出报警信号。

可选的，在上述泥石流冲击力监测系统中，所述撞击板的形状大小与所述保护筒的截面形状大小相匹配，所述冲击力传感器为多个，多个所述冲击力传感器设置于所述底壁与所述撞击板之间。

所述数据采集装置为多通道数据采集仪，各所述冲击力传感器分别与所述多通道数据采集仪的各通道连接，多个所述冲击力传感器产生多个电信号，所述多通道数据采集仪接收所述多个电信号并转化为多个冲击力信号并发送至所述终端设备，所述终端设备获取各所述冲击力信号中的冲击力值得到平均值，当所述平均值超出预设阈值时，所述终端设备发出报警信号。

可选的，在上述泥石流冲击力监测系统中，所述保护筒为圆柱筒，所述冲击力传感器为四个，四个所述冲击力传感器设置于所述底壁与所述撞击板之间，相邻两个冲击力传感器之间的间距相同且到侧壁的距离相同，一个冲击力传感器对应所述多通道数据采集仪的一个通道。

可选的，在上述泥石流冲击力监测系统中，所述泥石流冲击力监测系统还包括声光报警装置，所述声光报警装置与所述终端设备连接，当所述冲击力值超出所述预设阈值时，所述终端设备控制所述声光报警装置发出声光报警信号。

可选的，在上述泥石流冲击力监测系统中，所述泥石流冲击力监测系统还包括电源，所述电源与所述冲击力传感器连接。

可选的，在上述泥石流冲击力监测系统中，所述电源包括蓄电池和太阳能发电装置，所述太阳能发电装置与所述蓄电池连接，所述蓄电池与所述冲击力传感器连接。

可选的，在上述泥石流冲击力监测系统中，所述泥石流冲击力监测系统还包括信号放大器和模数转换器，所述信号放大器连接于所述冲击力传感器与所述数据采集装置之间，所述模数转换器连接于所述数据采集装置与所述通信模块之间。

可选的，在上述泥石流冲击力监测系统中，所述通信模块为无线通信模块。

本发明还提供一种泥石流冲击力监测报警方法，应用于上述的泥石流冲击力监测系统，所述方法包括：

所述冲击力传感器在撞击板受力挤压该冲击力传感器时产生电信号并发送至数据采集装置；

所述数据采集装置将所述电信号转化为冲击力信号，并通过通信模块发送至终端设备，所述冲击力信号包括冲击力值；

所述终端设备接收所述冲击力信号，并判断所述冲击力值是否超出预设阈值；

当所述冲击力值超出所述预设阈值时，所述终端设备发出报警信号。

可选的，在上述泥石流冲击力监测报警方法中，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，所述报警信号包括第一报警信号和第二报警信号，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值；

当所述冲击力值大于所述预设阈值时，所述终端设备发出报警信号的步骤包括：

当所述冲击力值大于所述第一预设阈值并小于所述第二预设阈值时，所述终端设备发出第一报警信号；

当所述冲击力值大于所述第二预设阈值时，所述终端设备发出第二报警信号。

本发明提供一种泥石流冲击力监测系统及报警方法。系统包括撞击板、保护筒、冲击力传感器、数据采集装置、通信模块以及终端设备。撞击板设置于保护筒内，冲击力传感器设置于底壁与撞击板之间，冲击力传感器与数据采集装置连接，数据采集装置通过通信模块与终端设备通信连接。撞击板受力时，冲击力传感器受挤压产生电信号并发送至数据采集装置，数据采集装置将电信号转化为冲击力信号并通过通信模块发送至终端设备，终端设备判断冲击力信号包括的冲击力值是否超出预设阈值，若冲击力信号包括的冲击力值超出预设阈值，则发出报警信号。通过上述设置有效解决现有的接触式泥石流监测装置在泥石流冲击力过大时不能持续发出准确实时的报警信号的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种泥石流冲击力监测系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种泥石流冲击力监测系统的结构框图。

图3为本发明实施例提供的一种泥石流冲击力监测系统的另一结构框图。

图4为本发明实施例提供的一种泥石流冲击力监测报警方法的流程图。

图5为图4中步骤S130的流程图。

图标：110-撞击板；120-保护筒；122-底壁；124-侧壁；130-冲击力传感器；140-信号放大器；150-数据采集装置；160-模数转换器；170-通信模块；180-终端设备；190-电源；192-蓄电池；194-太阳能发电装置；210-声光报警装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请结合图1和图2，本发明实施例提供一种泥石流冲击力监测系统，包括撞击板110、保护筒120、冲击力传感器130、数据采集装置150、通信模块170以及终端设备180。

所述保护筒120包括底壁122和侧壁124，所述侧壁124环设于所述底壁122，所述撞击板110设置于所述保护筒120内，所述冲击力传感器130设置于所述底壁122与所述撞击板110之间，所述冲击力传感器130与所述数据采集装置150连接，所述数据采集装置150通过所述通信模块170与所述终端设备180通信连接。

所述撞击板110的形状大小与所述保护筒120的截面形状大小相匹配，所述撞击板110可以沿所述保护筒120的侧壁124上下滑动挤压所述冲击力传感器130。在进行泥石流冲击力监测时，所述撞击板110受到外力撞击可以沿所述保护筒120的侧壁124滑动并挤压所述冲击力传感器130，所述冲击力传感器130受挤压产生电信号并发送至所述数据采集装置150。需要说明的是，所述撞击板110对所述冲击力传感器130作用的力的大小不同，产生的电信号也不同。

所述保护筒120的截面可以是圆形、正方形、长方形、六边形或者其他任意不规则图形，只要所述撞击板110的形状大小与该截面大小相匹配，撞击板110能够设置于保护筒120内并沿侧壁124滑动即可。在本实施例中，所述保护筒120为圆柱筒。为避免所述保护筒120和撞击板110在受力情况下发生形变，致使所述撞击板110不能沿所述保护筒120滑动影响监测结果，在本实施例中，所述保护筒120和撞击板110由硬质的塑性材料制成。

所述冲击力传感器130可以是一个也可以是多个，在本实施例中，所述冲击力传感器130为多个，多个所述冲击力传感器130设置于所述底壁122与所述撞击板110之间。

可选的，在本实施例中，所述冲击力传感器130为四个，四个所述冲击力传感器130设置于所述底壁122与所述撞击板110之间，为保证监测结果达到最佳，在本实施例中，相邻两个冲击力传感器130之间的间距相同，各所述冲击力传感器130到侧壁124的距离相同。

所述数据采集装置150用于将所述电信号转化为冲击力信号并通过所述通信模块170发送至所述终端设备180，所述冲击力信号中包括冲击力值，不同的冲击力信号中包括的冲击力值不同。

所述数据采集装置150可以是单通道数据采集仪或多通道数据采集仪。为避免采用多个冲击力传感器130时，需要设置多个单通道数据采集仪，造成资源浪费及高成本的问题，在本实施例中，所述数据采集装置150为多通道数据采集仪。

一个冲击力传感器130对应所述多通道数据采集仪的一个通道。各所述冲击力传感器130分别与所述多通道数据采集仪的各通道连接，多个所述冲击力传感器130产生多个电信号。所述多通道数据采集仪接收所述多个电信号并转化为多个冲击力信号并发送至所述终端设备180。

所述终端设备180中存储有预设阈值。所述终端设备180用于判断所述冲击力信号中包括的冲击力值是否超出预设阈值，当所述冲击力信号包括的冲击力值超出所述预设阈值，则发出报警信号。所述预设阈值可以是默认值也可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。所述报警信号可以是短信报警、信息显示报警或者声光报警，在此不做具体限定，根据实际情况进行选取即可。

可选的，所述终端设备180可以是但不限于手机、电脑和平板，只要具有通信处理控制功能的通用计算机输入输出设备即可，在此不做具体限定。

所述终端设备180可以是在有一个冲击力信号中的冲击力值超出预设阈值时发出报警信号，也可以是所有冲击力信号中冲击力值的平均值超出预设阈值时发出报警信号，还可以是取出最高冲击力值和最低冲击力值后的平均冲击力值超出预设阈值时发出报警信号，在此不做具体限定，根据实际情况进行设置。

在本实施例中，为保证报警信号的准确性，在所述终端设备180获取各所述冲击力信号中的冲击力值得到平均值，当所述平均值超出预设阈值时，所述终端设备180发出报警信号。

请结合图3，可选的，在本实施例中，所述泥石流冲击力监测系统还包括声光报警装置210，所述声光报警装置210与所述终端设备180连接，当所述冲击力值超出所述预设阈值时，所述终端设备180控制所述声光报警装置210发出声光报警信号。

可选的，所述通信模块170为无线通信模块，通过采用该无线通信模块可有效节约人力物力，且该无线通信模块能够适应于不同环境。

可选的，在本实施例中，所述泥石流冲击力监测系统还包括电源190，所述电源190与所述冲击力传感器130连接。所述电源190可以是外接电源也可以是内置电源，在此不做具体限定，只要能对所述冲击力传感器130进行供电即可。

可选的，在本实施例中，所述电源190包括蓄电池192和太阳能发电装置194，所述太阳能发电装置194与所述蓄电池192连接，所述蓄电池192与所述冲击力传感器130连接。通过采用太阳能发电装置194有效节约电能，并通过采用蓄电池192有效保证在阴雨天能满足冲击力传感器130的用电需求。其中所述太阳能发电装置194的数量为多个，每个太阳能发电装置194对应一个蓄电池192，每个蓄电池192对应一个冲击力传感器130。

可选的，所述泥石流冲击力监测系统还包括信号放大器140和模数转换器160，所述信号放大器140连接于所述冲击力传感器130与所述数据采集装置150之间，所述模数转换器160连接于所述数据采集装置150与所述通信模块170之间。

请结合图4，本发明还提供一种泥石流冲击力监测报警方法，该泥石流冲击力监测报警方法基于上述的泥石流冲击力监测系统实现，所述泥石流冲击力监测报警方法包括步骤S110、步骤S120和步骤S130：

步骤S110：所述冲击力传感器130在撞击板110受力挤压该冲击力传感器130时产生电信号并发送至数据采集装置150。

步骤S120：所述数据采集装置150将所述电信号转化为冲击力信号，并通过通信模块170发送至终端设备180，所述冲击力信号包括冲击力值。

步骤S130：所述终端设备180接收所述冲击力信号，并判断所述冲击力值是否超出预设阈值；当所述冲击力值超出所述预设阈值时，所述终端设备180发出报警信号。

其中所述预设阈值可以是一个也可以是多个，为保证该泥石流冲击力监测系统监测效果更佳，实现预警提示的功能，在本实施例中，所述预设阈值为多个。当所述冲击力值超出不同的预设阈值时，发出的报警信号不同。

请结合图5，在本实施例中，可选的，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，所述报警信号包括第一报警信号和第二报警信号，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值时，步骤S130包括以下子步骤：

子步骤S132：当所述冲击力值大于所述第一预设阈值并小于所述第二预设阈值时，所述终端设备180发出第一报警信号。

子步骤S134：当所述冲击力值大于所述第二预设阈值时，所述终端设备180发出第二报警信号。

通过上述设置，能够实现预警功能，增加人们的防御时间，有效避免冲击力过大造成人力物力损失。有效解决现有的接触式泥石流监测装置在泥石流冲击力过大时不能持续发出准确实时的报警信号的问题。

综上，本发明提供了一种泥石流冲击力监测系统及报警方法，通过设置撞击板110、保护筒120、冲击力传感器130、数据采集装置150、通信模块170以及终端设备180有效实现远距离报警功能，从而提醒监测人员及时发现并解决，有效解决现有的接触式泥石流监测装置在泥石流冲击力过大时不能持续发出准确实时的报警信号的问题。通过采用多个冲击力传感器130，有效保证报警信号的准确性。通过设置包括太阳能发电装置194和蓄电池192的电源190可使冲击力传感器130能够实现持续监测报警。通过设置声光报警装置210起到更佳的提示作用。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泥石流冲击力监测系统，其特征在于，包括：撞击板、保护筒、冲击力传感器、数据采集装置、通信模块以及终端设备；

所述保护筒包括底壁和侧壁，所述侧壁环设于所述底壁，所述撞击板设置于所述保护筒内，所述冲击力传感器设置于所述底壁与所述撞击板之间，所述冲击力传感器与所述数据采集装置连接，所述数据采集装置通过所述通信模块与所述终端设备通信连接；

所述撞击板受力时，所述冲击力传感器受挤压产生电信号并发送至所述数据采集装置，所述数据采集装置将所述电信号转化为冲击力信号并通过所述通信模块发送至所述终端设备，所述终端设备存储有预设阈值，所述冲击力信号包括冲击力值，所述终端设备判断所述冲击力信号包括的冲击力值是否超出预设阈值，若所述冲击力信号包括的冲击力值超出所述预设阈值，则发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的泥石流冲击力监测系统，其特征在于，所述撞击板的形状大小与所述保护筒的截面形状大小相匹配，所述冲击力传感器为多个，多个所述冲击力传感器设置于所述底壁与所述撞击板之间；

所述数据采集装置为多通道数据采集仪，各所述冲击力传感器分别与所述多通道数据采集仪的各通道连接，多个所述冲击力传感器产生多个电信号，所述多通道数据采集仪接收所述多个电信号并转化为多个冲击力信号并发送至所述终端设备，所述终端设备获取各所述冲击力信号中的冲击力值得到平均值，当所述平均值超出预设阈值时，所述终端设备发出报警信号。

3.根据权利要求2所述的泥石流冲击力监测系统，其特征在于，所述保护筒为圆柱筒，所述冲击力传感器为四个，四个所述冲击力传感器设置于所述底壁与所述撞击板之间，相邻两个冲击力传感器之间的间距相同且到侧壁的距离相同，一个冲击力传感器对应所述多通道数据采集仪的一个通道。

4.根据权利要求1所述的泥石流冲击力监测系统，其特征在于，所述泥石流冲击力监测系统还包括声光报警装置，所述声光报警装置与所述终端设备连接，当所述冲击力值超出所述预设阈值时，所述终端设备控制所述声光报警装置发出声光报警信号。

5.根据权利要求1所述的泥石流冲击力监测系统，其特征在于，所述泥石流冲击力监测系统还包括电源，所述电源与所述冲击力传感器连接。

6.根据权利要求5所述的泥石流冲击力监测系统，其特征在于，所述电源包括蓄电池和太阳能发电装置，所述太阳能发电装置与所述蓄电池连接，所述蓄电池与所述冲击力传感器连接。

7.根据权利要求1所述的泥石流冲击力监测系统，其特征在于，所述泥石流冲击力监测系统还包括信号放大器和模数转换器，所述信号放大器连接于所述冲击力传感器与所述数据采集装置之间，所述模数转换器连接于所述数据采集装置与所述通信模块之间。

8.根据权利要求1所述的泥石流冲击力监测系统，其特征在于，所述通信模块为无线通信模块。

9.一种泥石流冲击力监测报警方法，应用于权利要求1-8任意一条所述的泥石流冲击力监测系统，其特征在于，所述方法包括：

所述冲击力传感器在撞击板受力挤压该冲击力传感器时产生电信号并发送至数据采集装置；

所述数据采集装置将所述电信号转化为冲击力信号，并通过通信模块发送至终端设备，所述冲击力信号包括冲击力值；

所述终端设备接收所述冲击力信号，并判断所述冲击力值是否超出预设阈值；

当所述冲击力值超出所述预设阈值时，所述终端设备发出报警信号。

10.根据权利要求9所述的泥石流冲击力监测报警方法，其特征在于，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，所述报警信号包括第一报警信号和第二报警信号，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值；

当所述冲击力值大于所述预设阈值时，所述终端设备发出报警信号的步骤包括：

当所述冲击力值大于所述第一预设阈值并小于所述第二预设阈值时，所述终端设备发出第一报警信号；

当所述冲击力值大于所述第二预设阈值时，所述终端设备发出第二报警信号。