CN108288355B - 用于山体滑坡的监测报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于山体滑坡的监测报警系统，包括山体位移监测单元、供电单元和报警单元，山体位移监测单元包括若干连接杆组，连接杆组的两端通过固定组件设置于山顶上；连接杆组包括能够套接在一起的小端杆和大端杆，小端杆与大端杆均采用绝缘材料制成，小端杆和大端杆之间设有导电装置，导电装置通过导线与供电单元连通。本发明只需要安装简单的供电和报警线路，便可以监测危险区域的位移变化，能够近程和延伸输出报警信号，不受气候变化影响，监测成本低，预警山体滑坡事故效果明显；而且本系统结构简单，从安装到后期维护成本极低，也无需专门建立复杂的通信系统即可实现精准地远程报警。

Description

用于山体滑坡的监测报警系统

技术领域

本发明属于安全技术领域，具体涉及一种用于山体滑坡的监测报警系统。

背景技术

山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下，沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象，是常见的地质灾害之一。近年来，我国地质灾害发生频繁，造成巨大人员伤亡和经济损失。不同类型、不同性质、不同特点的滑坡，在滑动之前，均会表现出异常现象，无论是水平方向还是垂直方向，均会出现位移变化趋势，滑坡后缘的裂缝急剧扩展，这是山体即将出现滑坡的明显迹象。

因此，对于人们生活或生产区域附近的危险山体，当出现滑坡预兆时可以通过监测山体脆弱危险区域相对位移的变化对滑坡进行预警，发出警报，一遍及时采取应对措施，防止受其影响的关键区域因山体突然滑坡造成人员伤亡和财产损失。

CN201410842448公开了一种山体滑坡GPRS远程无线监测报警系统，该系统采用预埋杆或利用山体树干作为山体滑坡位移移动体，再用一根钢线配上滚珠轴承滑轮和下移侧挡块，构成山体滑坡串联位移传递单元，采用永磁铁和干簧管继电器作为位移传感器，当其中任一个位移移动体有位移时，即通过钢丝带动磁铁移动，磁铁移动到干簧管工作区域，两个干簧管闭合，即可触发报警系统，实现本地报警或远程报警。该系统的位移传感器采用永磁铁和干簧管继电器，但是干簧管采玻璃封装，在运送和加工过程中容易受损，对工作人员的安装水平要求高，否则会影响产品及寿命；而且对位移传感器的安装条件要求相对较高，传感器在各种不同的安装条件下不能保证测量的精确度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种安装简单、不受自然环境和安装条件影响、监测结果准确率高的用于山体滑坡的监测报警系统，具体方案如下：

一种用于山体滑坡的监测报警系统，包括山体位移监测单元、供电单元和报警单元，所述山体位移监测单元包括若干连接杆组，所述连接杆组的两端通过固定组件设置于山顶上；所述连接杆组包括能够套接在一起且中空的小端杆和中空的大端杆，所述小端杆和所述大端杆之间设有位置固定的导电装置；所述导电装置通过导线与所述供电单元连通，当所述大端杆和所述小端杆发生相对位移时导电装置处于断开状态；所述报警单元用于当所述导电装置处于断开状态时发出报警信号。

进一步地，所述固定组件包括若干组地钉，所述地钉的顶部在中心轴的位置开设有螺栓孔；所述地钉的上方通过与所述螺栓孔配合的固定螺栓连接有支架；所述支架上铰接有连接柄，所述连接柄的末端与所述连接杆组连接。

进一步地，所述支架其中两个相对的侧面对称开设有圆孔，所述连接柄的一端成型有与所述圆孔配合的圆柱头，所述连接柄能够以所述圆孔的连线为旋转轴翻转；所述连接柄的另一端成型为带螺纹的圆柱状结构，所述大端杆远离与小端杆连接的一端内壁成型有与所述圆柱状结构配合的螺纹。

进一步地，所述小端杆与所述大端杆均采用绝缘材料制成，所述大端杆的外径为30-40mm，所述大端杆的内径为25-35mm，所述小端杆的外径为24.9-34.9mm，所述小端杆的内径为20-30mm；

优选地，所述导电装置包括：相互配合的第一导电环和第二导电环，

所述大端杆的内壁开设有第一凹槽，所述第一导电环为镶嵌在所述第一凹槽内的C型卡环，所述第一导电环厚度与所述第一凹槽的深度相等；所述大端杆侧壁对应所述第一凹槽的位置开设有第一杆壁孔，所述第一导电环的外壁上连接有从所述第一杆壁孔伸出所述大端杆外的第一导线；

所述小端杆的外壁开设有第二凹槽，所述第二导电环为镶嵌在所述第二凹槽内的卡环，所述第二导电环的厚度与所述第二凹槽的深度相等；所述小端杆侧壁对应所述第二凹槽的位置开设有第二杆壁孔，所述第二导电环的内壁上连接有从所述第二杆壁孔伸入所述小端杆内的第二导线。

进一步地，所述小端杆的外壁距离与所述大端杆连接的一端30-70mm处划有一道标识刻度。

进一步地，所述小端杆由两个外壁成型有方向相反的螺纹的分段对接而成，两个所述分段的对接处套设有调节螺母，所述调节螺母的两侧均设有锁死螺母。

进一步地，所述大端杆靠近与所述小端杆连接的一端设有环绕在所述小端杆外的密封圈，所述第一杆壁孔与所述第一导线和所述第二杆壁孔与所述第二导线之间均涂有防水胶。

进一步地，所述大端杆与所述小端杆之间连接有弹性的回收绳。

进一步地，所述供电单元为与可充电电池连接的直流电路，所述可充电电池设置于带有防水的电池盒内；所述报警单元包括两条并联在所述供电单元内的支路，其中一条支路为1K电阻和山体位移监测单元串联而成，另一条支路为晶闸管、信号发射器和复位开关串联而成；所述报警单元还包括通过网络与所述信号发射器数据连通的信号接收器，所述信号接收器连接有声光报警器，当所述导电装置处于断开状态时产生的报警信号通过网络远程向指定位置的声光报警器提醒相关人员。

进一步地，还包括延伸单元，所述延伸单元包括与所述山体位移监测单元并联在所述供电单元中的延伸线路，所述延伸线路上设有串联的电容和互感器，所述互感器通过导线连接有手机，所述互感器的输出端与所述手机的主板上的重播键相连，所述手机的电源与所述供电单元连接，所述手机设置有指定的重播电话号码。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种用于山体滑坡的监测报警系统，只需要安装简单的供电和报警线路，便可以监测危险区域的位移变化，能够近程和延伸输出报警信号，不受气候变化影响，监测成本低，预警山体滑坡事故效果明显；而且本系统结构简单，从安装到后期维护成本极低，无需专门建立复杂的通信系统即可实现精准地远程报警。

附图说明

图1.本发明实施例1的安装结构示意图，

图2.本发明实施例1的电路图，

图3.本发明实施例1山体位移监测单元的结构侧视图，

图4.本发明实施例1山体位移监测单元的结构俯视图，

图5.本发明实施例1导电装置的结构放大图，

图6.本发明实施例2小端杆的结构示意图，

图7.本发明实施例3的电路图，

图8.本发明实施例4的电路图。

附图序号及名称：1、山体位移监测单元，101、连接杆组，102、固定组件，103、小端杆，104、大端杆，105、导电装置，106、第一凹槽，107、第一导电环，108、第一杆壁孔，109、第一导线，110、第二凹槽，111、第二导电环，112、第二杆壁孔，113、第二导线，2、供电单元，201、开关，3、报警单元，301、1K电阻，302、晶闸管，303、声光报警器，304、复位开关，305、信号发射器，306、信号接收器，4、地钉，401、螺栓孔，402、固定螺栓，5、支架，501、圆孔，6、连接柄，601、圆柱头，602、圆柱状结构，7、调节螺母，8、锁死螺母，9、密封圈，10、延伸单元，1001、电容，1002、互感器，1003、手机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，下列实施例仅用于解释本发明的发明内容，不用于限定本发明的保护范围。

实施例1

结合图1-图5所示，一种用于山体滑坡的监测报警系统，包括山体位移监测单元1、供电单元2和报警单元3，山体位移监测单元1包括若干连接杆组101，连接杆组101的两端通过固定组件102设置于山顶上；连接杆组101包括能够套接在一起的小端杆103和大端杆104，小端杆103与大端杆104均采用绝缘材料制成，小端杆103和大端杆104之间设有导电装置105，导电装置105通过导线与供电单元2连通；供电单元2为与220V市供线路连通然后经过桥式整流过滤转化的4.2V直流电路，供电单元2上设有开关201；报警单元3包括两条并联在供电单元2内的支路，其中一条支路为1K电阻301和山体位移监测单元1串联而成，另一条支路为晶闸管302、声光报警器303和复位开关304串联而成，报警单元3用于当供电单元2断开时发出报警信号。

固定组件102包括地钉4，地钉4的中心轴处设有螺栓孔401，螺栓孔401的内壁成型有螺纹；地钉4的上方通过与螺栓孔401配合的固定螺栓402连接有支架5，支架5能够以固定螺栓402为圆心在水平方向旋转；支架5上设有Y型的连接柄6，Y型的连接柄6的末端与连接杆组101连接。

支架5其中两个相对的侧面对称开设有圆孔501，Y型的连接柄6的一端成型有与圆孔501配合的圆柱头601，Y型的连接柄6能够以圆孔501的连线为旋转轴在竖直方向翻转；Y型的连接柄6的另一端成型为带螺纹的圆柱状结构602，大端杆104远离与小端杆103连接的一端内壁成型有与圆柱状结构602配合的螺纹。

大端杆104的外径为35mm，大端杆104的内径为31mm，小端杆103的外径为30.9mm，小端杆103的内径为27mm；

导电装置包括：

大端杆104的内壁距离与小端杆103连接的一端30mm处开设的第一凹槽106，第一凹槽106的宽度为1mm，第一凹槽106的深度为0.5mm，第一凹槽106内嵌设有宽度为1mm的第一导电环107，第一导电环107为具有弹性的C型卡环；大端杆104对应第一凹槽106的位置开设有第一杆壁孔108，第一导电环107的外壁上连接有从第一杆壁孔108伸出大端杆104外的第一导线109；

小端杆103的外壁距离与大端杆104连接的一端20mm处开设的第二凹槽110，第二凹槽110的宽度为1mm，第二凹槽110的深度为0.5mm，第二凹槽110内嵌设有宽度为1mm的第二导电环111，第二导电环107为封闭的卡环，第二导电环111的厚度与第二凹槽110的深度相同；小端杆103对应第二凹槽109的位置开设有第二杆壁孔112，第二导电环111的内壁上连接有从第二杆壁孔112伸入小端杆103内的第二导线113，第二导线113从小端杆103距离与大端杆104连接的一端至少100mm处穿出。

第一导电环和第二导电环的宽度为1mm的原因，是在避免检测过程中由于热胀冷缩造成误报警的同时，尽量保证了对山体位移监测的灵敏度；另外，第一导电环和第二导电环的边缘均经过倒角处理，保证大端杆和小端杆相对运动的流畅性；小端杆103的外壁距离与大端杆104连接的一端53mm处划有一道标识刻度，当小端杆插入大端杆时，大端杆的端部与小端杆上刻度对齐时，第一导电环和第二导电环完全接触。

本发明的安装过程如下：

首先将地钉竖直钉入地下，然后利用固定螺栓将支架固定在地钉的上方，然后将连接柄的圆柱头卡接到支架侧面的圆孔内，将大端杆的左端旋接到连接柄上；再然后将小端杆带刻度的一端插入大端杆内直至大端杆的端部正好对准刻度，可以根据实际安装地形或坡崖的结构调整大端杆的朝向，使其顺着坡边缘的走势放置在地面上，然后利用第二个固定组件将小端杆的末端也固定好；最后，打开供电单元的总开关即可。本发明在实际使用中，山体位移监测单元包括若干个串联的连杆组：例如可以在同一水平面设置多个连杆组组成平面监测网，或者是在同一竖直面设置多个连杆组组成立体监测网，也可以是二者结合形成立体的山体监测网。

当监测区域出现滑坡变化时，两个地钉之间的相对位置会发生改变，当错位超过1mm时，带动大端杆和小端杆的相对位置变化，使第一导电环和第二导电环从互相接触变成互相错开，此时与其相连的支路发生断路，报警支路即发出报警信号，引起相关人员的注意。

实施例2

如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于：

本实施例小端杆103由两个外壁成型有方向相反的螺纹的分段对接而成，两个分段的对接处套设有调节螺母7，调节螺母7的两侧均设有锁死螺母8，当两端地钉在相对合适距离打入监测区域地面合适位置后，通过微调调节螺母实现第一导电环和第二导电环的重合接触。

小端杆103远离与大端杆104连接的一端设有密封圈9，第一杆壁孔187与第一导线109和第二杆壁孔112与第二导线113之间均涂有防水胶。大端杆104与小端杆103之间连接有弹性的回收绳。(图中未画出)

实施例3

如图7，本实施例与实施例1的区别在于：供电单元2为与可充电电池连接的直流电路，可充电电池设置于带有防水的电池盒内；报警单元3包括两条并联在供电单元内的支路，其中一条支路为1K电阻301和山体位移监测单元1串联而成，另一条支路为晶闸管302、信号发射器305和复位开关304串联而成；报警单元3还包括通过网络与信号发射器305数据连通的信号接收器306，信号接收器306连接有声光报警器303，当供电单元2断开时产生的报警信号通过网络向指定位置的声光报警器303提醒相关人员。

实施例4

如图8，本实施例与实施例1的区别在于：系统还包括延伸单元10，延伸单元10包括与山体位移监测单元1并联在供电单元2中的延伸线路，延伸线路上设有串联的电容1001和互感器1002，互感器1002通过导线连接有手机1003，互感器1002的输出端与手机1003的主板上的重播键相连，手机1003的电源与供电单元2连接，手机1003设置有指定的重播电话号码。

收集设定的重拨号码为当前值班人员的手机号，当出现滑坡险情报警后，电容高压端接通产生电流变化，互感器输出电压信号接通手机重播键，手机即拨打预设的重拨号码，向值班人员的手机发出警报电话，实现延伸报警(注：值班人员预先将系统内的手机号码设置为“滑坡警报”)。

综上，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (6)

1.一种用于山体滑坡的监测报警系统，其特征在于：包括山体位移监测单元（1）、供电单元（2）和报警单元（3），所述山体位移监测单元（1）包括若干连接杆组（101），所述连接杆组（101）的两端通过固定组件（102）设置于山顶上；所述连接杆组（101）包括能够套接在一起且中空的小端杆（103）和中空的大端杆（104），所述小端杆（103）和所述大端杆（104）之间设有位置固定的导电装置（105）；所述导电装置（105）通过导线与所述供电单元（2）连通，当所述大端杆和所述小端杆发生相对位移时导电装置处于断开状态；所述报警单元（3）用于当所述导电装置处于断开状态时发出报警信号；

所述供电单元（2）为与可充电电池连接的直流电路，所述可充电电池设置于带有防水的电池盒内；所述报警单元（3）包括两条并联在所述供电单元内的支路，其中一条支路为1K电阻（301）和山体位移监测单元（1）串联而成，另一条支路为晶闸管（302）、信号发射器（305）和复位开关（304）串联而成；所述报警单元（3）还包括通过网络与所述信号发射器（305）数据连通的信号接收器（306），所述信号接收器（306）连接有声光报警器（303），当所述导电装置处于断开状态时产生的报警信号通过网络远程向指定位置的声光报警器（303）提醒相关人员；

还包括延伸单元（10），所述延伸单元（10）包括与所述山体位移监测单元（1）并联在所述供电单元（2）中的延伸线路，所述延伸线路上设有串联的电容（1001）和互感器（1002），所述互感器（1002）通过导线连接有手机（1003），所述互感器（1002）的输出端与所述手机（1003）的主板上的重播键相连，所述手机（1003）的电源与所述供电单元（2）连接，所述手机（1003）设置有指定的重播电话号码；

所述固定组件（102）包括若干组地钉（4），所述地钉（4）的顶部在中心轴的位置开设有螺栓孔（401）；所述地钉（4）的上方通过与所述螺栓孔（401）配合的固定螺栓（402）连接有支架（5）；所述支架（5）上铰接有连接柄（6），所述连接柄（6）的末端与所述连接杆组（101）连接；

所述支架（5）其中两个相对的侧面对称开设有圆孔（501），所述连接柄（6）的一端成型有与所述圆孔（501）配合的圆柱头（601），所述连接柄（6）能够以所述圆孔（501）的连线为旋转轴翻转；所述连接柄（6）的另一端成型为带螺纹的圆柱状结构（602），所述大端杆（104）远离与小端杆（103）连接的一端内壁成型有与所述圆柱状结构（602）配合的螺纹。

2.根据权利要求1所述的一种用于山体滑坡的监测报警系统，其特征在于：所述小端杆（103）与所述大端杆（104）均采用绝缘材料制成，所述大端杆（104）的外径为30-40mm，所述大端杆（104）的内径为25-35mm，所述小端杆（103）的外径为24.9-34.9mm，所述小端杆（103）的内径为20-30mm；

所述导电装置包括：相互配合的第一导电环（107）和第二导电环（111），

所述大端杆（104）的内壁开设有第一凹槽（106），所述第一导电环为（107）镶嵌在所述第一凹槽（106）内的C型卡环，所述第一导电环（107）厚度与所述第一凹槽（106）的深度相等；所述大端杆（104）侧壁对应所述第一凹槽（106）的位置开设有第一杆壁孔（108），所述第一导电环（107）的外壁上连接有从所述第一杆壁孔（108）伸出所述大端杆（104）外的第一导线（109）；

所述小端杆（103）的外壁开设有第二凹槽（110），所述第二导电环为（111）镶嵌在所述第二凹槽（110）内的卡环，所述第二导电环（107）的厚度与所述第二凹槽（110）的深度相等；所述小端杆（103）侧壁对应所述第二凹槽（110）的位置开设有第二杆壁孔（112），所述第二导电环（111）的内壁上连接有从所述第二杆壁孔（112）伸入所述小端杆（103）内的第二导线（113）。

3.根据权利要求2所述的一种用于山体滑坡的监测报警系统，其特征在于：所述小端杆（103）的外壁距离与所述大端杆（104）连接的一端30-70mm处划有一道标识刻度。

4.根据权利要求3所述的一种用于山体滑坡的监测报警系统，其特征在于：所述小端杆（103）由两个外壁成型有方向相反的螺纹的分段对接而成，两个所述分段的对接处套设有调节螺母（7），所述调节螺母（7）的两侧均设有锁死螺母（8）。

5.根据权利要求4所述的一种用于山体滑坡的监测报警系统，其特征在于：所述大端杆（104）靠近与所述小端杆（103）连接的一端设有环绕在所述小端杆（103）外的密封圈（9），所述第一杆壁孔（107）与所述第一导线（108）和所述第二杆壁孔（111）与所述第二导线（112）之间均涂有防水胶。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种用于山体滑坡的监测报警系统，其特征在于：所述大端杆（104）与所述小端杆（103）之间连接有弹性的回收绳。

Images