CN108470432A - 一种多路裂缝预警仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路裂缝预警仪。该监测仪包括：监测主机、固定钢钎以及报警器；监测主机设于滑坡的固定端，固定钢钎设于地表裂缝的滑动端，报警器设于居民区；监测主机的内部设有伸缩仪、短信报警装置以及供电装置；伸缩仪分别与短信报警装置以及报警器相连接；供电装置分别与伸缩仪、短信报警装置以及裂缝报警装置相连接；伸缩仪通过钢丝绳与固定钢钎线连接，当地表裂缝发生扩张并达到设定值时，伸缩仪发生机械运动，触发报警器报警，并通过短信报警装置将裂缝信息发送至群测群防监测员的手机上。采用本发明所提供的监测预警仪，无需人工值守，可时刻关注裂缝发育情况且不受监测距离限制。

Description

一种多路裂缝预警仪

技术领域

本发明涉及地质灾害监测预警领域，特别是涉及一种多路裂缝预警仪。

背景技术

滑坡、崩塌、泥石流灾害虽然突发性强，来势迅猛，但是这些灾害发生前都具有明显的前兆。对滑坡、崩塌、地面塌陷形成的裂缝进行测量，是避免人员伤亡的最有效的方法，通常的测量方法有埋桩法、埋钉法、上漆法、贴片法及简易自动报警设备等群测群防方法。埋桩法适合对滑坡体上发生的裂缝进行观测，在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩，用钢卷尺测量两桩之间的距离，可以了解滑坡变形滑动过程；埋钉法是在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子，通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动，这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的；上漆法是在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记，与埋钉法原理是相同的，通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否在扩大；贴片法是在横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片，如果纸被拉断，说明滑坡发生了明显变形须严加防范，这种方法是定性的，可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。群测群防简易自动报警设备法包括裂缝报警装置监测、滑坡预警伸缩仪监测和综合无线报警仪监测，裂缝报警装置监测法是将裂缝报警装置固定于裂缝稳定端，使用钢钉将报警器拉绳固定于移动端，当裂缝发生扩张时触发报警器报警；滑坡预警伸缩仪监测法将特制测量卷尺和裂缝报警装置进行结合，当裂缝扩张到设定值时触发报警器报警；综合无线报警仪监测法将特制测量卷尺、报警主机结合在一起，当裂缝扩张到设定值时，触发信号通过无线方式传达给报警主机引起报警，是一种无线报警法。

以往对滑坡、崩塌等地质灾害裂缝的测量主要采用埋桩法、埋钉法、上漆法、贴片法及简易自动报警设备等群测群防方法。埋桩法、埋钉法、上漆法及贴片法可以在一定程度上对裂缝进行测量，但需要人工值守、长期观察，并不能时刻关注裂缝的发育情况，如果裂缝在没有人值守的时刻发生发的位移，则极易引起人民生命财产的安全问题。群策群防简易自动报警设备方法在裂缝现场和居民家中均具有报警装置，能够进行有效的预警，但是，滑坡预警伸缩仪监测法采用有线电缆和裂缝报警装置进行连接的方式，具有距离的限制，通常传输距离不超过500米。综合无线预警监测法对主机的可视性有一定要求，即要求裂缝现场和报警主机在可视距离范围之内才能进行预警。滑坡预警伸缩仪监测法和综合无线预警监测法对裂缝的最大监测值均为300mm，无法监测大位移量程的裂缝，且只能监测一路裂缝扩张情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种多路裂缝预警仪，以解决现有的裂缝监测方法需要人工值守，无法时刻关注裂缝发育情况且受监测距离限制的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多路裂缝预警仪，包括：监测主机、固定钢钎以及报警器；

所述监测主机设于滑坡的固定端，所述固定钢钎设于地表裂缝的滑动端，所述报警器设于居民区；

所述监测主机的内部设有伸缩仪、短信报警装置以及供电装置；所述伸缩仪分别与所述短信报警装置以及所述报警器相连接；所述供电装置分别与所述伸缩仪、所述短信报警装置以及所述裂缝报警装置相连接；

所述伸缩仪通过钢丝绳与所述固定钢钎线连接，当所述地表裂缝发生扩张并达到设定值时，所述伸缩仪发生机械运动，触发所述报警器报警，并通过所述短信报警装置将裂缝信息发送至群测群防监测员的手机上。

可选的，所述固定钢钎具有多根，所述伸缩仪具有多个；

针对多条所述地表裂缝的情况，一条地表裂缝的滑动端设有一根所述固定钢钎；

所述固定钢钎与所述伸缩仪一一对应。

可选的，所述监测主机还包括：断路报警装置；

所述断路报警装置设于所述监测主机的内部，所述断路报警装置与所述钢丝绳相连接，当所述钢丝绳断裂时，触发所述断路报警装置，所述断路报警装置发送断路信号至所述报警器以及所述短信报警装置进行报警。

可选的，所述伸缩仪具体包括：卷尺、滑块、干簧管、三芯接线端子以及保护壳；

所述卷尺带有刻度，所述滑块设于所述卷尺上，所述滑块跟随所述卷尺移动；所述干簧管与所述三芯接线端子相连接，所述三芯接线端子并联所述报警器以及所述短信报警装置；当所述滑块移动到所述干簧管所在位置并与所述干簧管相接触，产生短路信号，所述三芯接线端子将所述短路信号传输至所述报警器以及所述短信报警装置。

可选的，所述伸缩仪具体包括：第一短路接口、第一公共地接口以及第一断路接口；

所述第一短路接口用于将所述短路信号发送出去；

所述第一公共地接口接地；

所述第一断路接口用于将所述断路信号发送出去。

可选的，所述报警器具体包括：短路指示灯、断路指示灯、蜂鸣器、第二短路接口、第二公共地接口以及第二断路接口；

所述第二短路接口与所述第一短路接口相连接；当所述报警器接收到所述短路信号时，所述短路指示灯亮起并通过所述蜂鸣器报警；

所述第二公共地接口接地；

所述第二断路接口与所述第一断路接口相连接；当所述报警器接收到所述断路信号时，所述断路指示灯亮起并通过所述蜂鸣器报警。

可选的，所述蜂鸣器包括两种不同的报警声音；

两种不同的所述报警声音分别对应接收到所述短路信号以及接收到所述断路信号。

可选的，还包括：天线；

所述天线设于所述监测主机的上方；

所述天线与所述短信报警装置相连接。

可选的，所述短信报警装置具体包括：两个接线端子、电池槽以及手机卡卡槽；

一个所述接线端子与所述第一短路接口、第一公共地接口以及第一断路接口相连接；另一个所述接线端子与所述天线相连接；

所述电池槽用于安装电池，仅为在触发状态下的所述短信报警装置供电；

所述手机卡卡槽用于安装手机通讯卡。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种多路裂缝监测仪，通过设立短信报警装置以及报警器，当裂缝发生扩张时，能够以短信的形式第一时间通知监测人员并通过鸣笛报警的形式通知居民，无需人工值守即可知道裂缝发育情况，且由于是采用短信传输方式通知监测人员，因此不受监测距离的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的多路裂缝预警仪的结构示意图；

图2为本发明所提供的多路裂缝预警仪的功能框图；

图3为本发明所提供的伸缩仪的内部结构示意图；

图4为本发明所提供的报警器的外部结构示意图；

图5为本发明所提供的GPRS传输装置的外部结构示意图；

图6为本发明所提供的多路裂缝预警仪发送短路信号以及断路信号的方法流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

本发明的目的是提供一种多路裂缝预警仪，能够大大降低人力资源，无需人工值守即可知道裂缝发育情况，且不受监测距离的限制。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所提供的多路裂缝预警仪结构示意图，如图1所示，一种多路裂缝监测仪，包括：监测主机1、固定钢钎2以及报警器3。所述监测主机1设于滑坡的固定端，所述固定钢钎2设于地表裂缝4的滑动端，所述报警器3设于居民区；所述监测主机1的内部设有伸缩仪、短信报警装置以及供电装置；所述伸缩仪分别与所述短信报警装置以及所述报警器3相连接；所述报警器3与所述报警器3相连接；所述供电装置分别与所述伸缩仪、所述短信报警装置以及所述裂缝报警装置相连接；所述伸缩仪通过钢丝绳5与所述固定钢钎2线连接，当所述地表裂缝4运动时，所述伸缩仪发生机械运动，触发所述报警器3报警，并通过所述短信报警装置将裂缝信息发送至群测群防监测员的手机上。

在滑坡等地质灾害地表裂缝4监测预警具体实施过程中，将监测主机1安装在滑坡的固定端，如图1中的A处所示，将固定钢钎2插入滑坡体的滑动端，如图1中B、C、D三处，固定在一起组成一个整体。一个滑坡体发送滑动过程中会产生裂缝，滑动端也就是相对而言发生滑动的一端，即滑坡的滑动端。监测主机1包括带有刻度值的伸缩仪、供电装置和GPRS短信报警装置带有刻度值的伸缩仪、供电装置和GPRS短信报警装置均安装在图1中监测机箱a中，伸缩仪用于设定裂缝预警值，供电装置用于GPRS短信报警装置和报警器3用电，GPRS短信报警装置可自主设定多个报警手机号码用于发送短信。

用于现场报警的多功能报警器3，通过和监测主机1有线连接至最近居民家中或视现场情况就近安装，设备安装完毕后根据裂缝发育情况设定预警值，当裂缝扩张情况达到预警值时触发报警器3报警和发送短信给指定的群策群防员引起注意并及时查看滑坡动态。

如图1所标识，F是钢丝绳5，固定用的钢钎通过钢丝绳5和伸缩仪连接，钢钎安装在滑坡的滑动端。监测主机1包括伸缩仪、报警器3以及短信报警装置，其中，所述短信报警装置为GPRS传输装置，均安装在图1中监测机箱a内，GPRS传输装置的GPRS天线安装在机箱a的外面用于接收信号。

本发明将短信报警多路裂缝预警仪设计为分布式结构，预警仪包括n个固定钢钎2、n个伸缩仪，伸缩仪安装在图1监测机箱a中(n的数量根据现场实地踏勘监测目标数来确定)、报警器3、GPRS传输装置组成，功能框图如图2所示。固定用的钢钎通过钢丝绳5和伸缩仪进行连接，固定钢钎2安装在滑坡裂缝的滑动端，伸缩仪安装在裂缝另一端固定端。报警器3通过有线方式和伸缩仪进行连接，最大连接距离5km；GPRS传输装置和伸缩仪安装于同一机箱内，天线放置于机箱外部顶端用于发送短信；当滑坡体裂缝发送位移时，使得伸缩仪发生机械运动，当位移量达到设定阈值时，位于伸缩仪上的干簧管导通引起短路触发报警器3现场报警，同时将相应路数对应的监测目标警报信息通过短信发送到群测群防监测员手机处；预警仪在功能上还设计了断路报警模式，当设备遭到破坏时触发断路信号给给报警器3和GPRS传输装置，提醒监测员注意设备运转状况。

伸缩仪的内部结构如图3所示，伸缩仪包括不锈钢卷尺、红色滑块、干簧管、三芯接线端子及保护壳。卷尺为特制不锈钢能够适应野外工作，卷尺上带有刻度。红色滑块用于设定裂缝报警阈值，滑块右侧边缘对应的刻度值即为设定预警值。滑坡体裂缝发生位移时不锈钢卷尺产生机械运动，红色滑块跟随卷尺发生移动，当滑块移动至黑色干簧管时使干簧管工作，产生短路信号，三芯接线端子和干簧管物理连接。接线端子和报警器3、GPRS传输装置进行并联，同时触发报警器3进行报警、GPRS传输装置向指定手机卡号发送报警短信。该伸缩仪与以往的滑坡预警伸缩仪的不同之处在于将测量量程扩大到了1000mm，同时除了具有裂缝扩张量达到设定阈值触发短路报警功能外，还具有断路报警功能，即当牲畜或人为等因素将布设于地面上方的钢丝绳5破坏导致钢丝绳5发生断开时，也可触发报警器3和GPRS传输装置进行断路报警。

报警器3结构如图4所示，报警器3的短路警、公共地、断路警三根连接线分别和伸缩仪的对应端相连，内部装有2节5号碱性电池。当伸缩仪不锈钢卷尺发生机械运动产生相对位移超出设定值时，短路指示灯点亮，同时触发报警器3蜂鸣器发出120分贝报警声；当拉伸用的钢丝绳5遭到破坏发生断开时，断路指示灯点亮，同时触发报警器3断路报警。

GPRS传输装置的结构如图5所示，装置留有2个接线端子，一个和GPRS吸盘天线连接，另一个接线端子最大可连接7组三芯电缆，可以连接7路伸缩仪。传输装置内部装有手机通信卡，用于发送短信。供电采用2节1号碱性电池供电，装置未被触发状态下处于休眠状态，只在触发状态下才处于工作状态，电池可使用3年。当伸缩仪产生相对位移超出设定值时，GPRS传输装置开始工作发送短路报警信息，提示监测员裂缝发生扩张。当伸缩仪钢丝绳5遭到破坏发生断开情况时，GPRS传输装置发送短路报警信息，提示监测员监测点可能遭到破坏。

整个设备的软件部分主要在GPRS传输装置部分，为尽可能做到降低功耗，设备在未被触发情况下一直处于休眠状态，如图6所示，设备安装完毕后处于工作状态并进行初始化，程序内部判断触发信号标志位flag值，flag＝1表示伸缩仪位移量得到设定值发生短路，则发送相应裂缝发生扩张，提示监测员及时查看灾情；flag＝2表示伸缩仪可能遭到破坏，则发送相应裂缝设备可能被破坏，提示监测员查看设备工作情况；flag＝0则表示未发生任何情况，继续休眠。

以往对灾害体裂缝进行观测的群测群防手段主要是埋桩法、埋钉法、上漆法、贴片法及简易自动报警设备法。埋桩法、埋钉法、上漆法及贴片法需要人工值守、长期观察，不能时刻关注裂缝的发育情况。简易自动报警设备方法在裂缝现场和居民家中均具有报警装置，能够进行有效的预警，但均有相应不足之处：滑坡预警伸缩仪监测法采用有线电缆和报警器3进行连接，具有距离的限制；综合无线预警监测法对主机的可视性有一定要求；滑坡预警伸缩仪监测法和综合无线预警监测法对裂缝的最大监测值均为300mm，无法监测大位移量程的裂缝，且只能监测一路裂缝扩张情况。

本发明提出了一种既能进行现场报警，又能进行无线传输预警的群专结合的裂缝预警设备。该发明可用于滑坡、崩塌、地面塌陷及不稳定斜坡体的地表变形位移的监测预警，能够监测多路裂缝扩张情况，位移达到预定的阈值则触发安装于现场的报警器3报警，同时发送短信给群测群防员，提醒附近受灾居民注意灾害。该发明安装简便、实用性强，不受传输距离的限制，只需要将相应部件连接好便处于监测状态，且监测过程中不消耗电能，只在报警时才消耗电能，2节5号碱性电池和2节1号碱性电池能够使用3年，是一种省电节能的地表裂缝4位移监测报警设备。

技术指标如下：

测量量程：0-1000mm；分辨率：1mm；有线报警距离：0-5km；短信报警为无线，可预警给指定监测员；报警声压大雨120db；供电方式：2节5号、2节1号碱性电池。

本发明具有以下优点：

1、短信报警功能。本专利在以往群测群防监测设备的基础上，提出一种基于短信报警功能的裂缝预警设备，在监测体裂缝发生扩张时可以及时通知监测人员，注意灾害体的发育动态。

2、多路监测功能。本专利在监测手段上区别于以往群测群防设备只有一路监测手段，设计了多达7路裂缝监测模式，可以根据实地踏勘情况选择监测路数，极大地覆盖监测体监测面，做到全面掌握灾害体裂缝的发育情况。

3、短路报警和断路报警功能。本专利在报警方法上设计了短路报警和断路报警两种机制。短路报警用于监测裂缝扩张程度，裂缝扩张程度达到设计阈值时引起短路报警，提醒监测员裂缝已扩张到设定值，及时查看灾害体状态；断路报警用于判断伸缩仪钢丝绳是否遭到破坏，遭到破坏则出发断路报警，引起监测员注意查看设备工作状态。

因此，采用本发明所提供的预警仪既能进行现场报警，又能进行无线传输预警，不受传输距离和时间的限制，监测范围0-1000mm，可用于滑坡、崩塌、地面塌陷及不稳定斜坡体的地表变形位移的监测预警，可以同时监测多达7路裂缝扩张情况，位移达到预定的阈值则触发安装于现场的报警器3报警，同时发送短信给群测群防员，提醒附近受灾居民注意灾害。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种多路裂缝预警仪，其特征在于，包括：监测主机、固定钢钎以及报警器；

所述监测主机设于滑坡的固定端，所述固定钢钎设于地表裂缝的滑动端，所述报警器设于居民区；

所述监测主机的内部设有伸缩仪、短信报警装置以及供电装置；所述伸缩仪分别与所述短信报警装置以及所述报警器相连接；所述供电装置分别与所述伸缩仪、所述短信报警装置以及所述裂缝报警装置相连接；

所述伸缩仪通过钢丝绳与所述固定钢钎线连接，当所述地表裂缝发生扩张并达到设定值时，所述伸缩仪发生机械运动，触发所述报警器报警，并通过所述短信报警装置将裂缝信息发送至群测群防监测员的手机上。

2.根据权利要求1所述的多路裂缝预警仪，其特征在于，所述固定钢钎具有多根，所述伸缩仪具有多个；

针对多条所述地表裂缝的情况，一条地表裂缝的滑动端设有一根所述固定钢钎；

所述固定钢钎与所述伸缩仪一一对应。

3.根据权利要求1所述的多路裂缝预警仪，其特征在于，所述监测主机还包括：断路报警装置；

所述断路报警装置设于所述监测主机的内部，所述断路报警装置与所述钢丝绳相连接，当所述钢丝绳断裂时，触发所述断路报警装置，所述断路报警装置发送断路信号至所述报警器以及所述短信报警装置进行报警。

4.根据权利要求3所述的多路裂缝预警仪，其特征在于，所述伸缩仪具体包括：卷尺、滑块、干簧管、三芯接线端子以及保护壳；

所述卷尺带有刻度，所述滑块设于所述卷尺上，所述滑块跟随所述卷尺移动；所述干簧管与所述三芯接线端子相连接，所述三芯接线端子并联所述报警器以及所述短信报警装置；当所述滑块移动到所述干簧管所在位置并与所述干簧管相接触，产生短路信号，所述三芯接线端子将所述短路信号传输至所述报警器以及所述短信报警装置。

5.根据权利要求4所述的多路裂缝预警仪，其特征在于，所述伸缩仪具体包括：第一短路接口、第一公共地接口以及第一断路接口；

所述第一短路接口用于将所述短路信号发送出去；

所述第一公共地接口接地；

所述第一断路接口用于将所述断路信号发送出去。

6.根据权利要求5所述的多路裂缝预警仪，其特征在于，所述报警器具体包括：短路指示灯、断路指示灯、蜂鸣器、第二短路接口、第二公共地接口以及第二断路接口；

所述第二短路接口与所述第一短路接口相连接；当所述报警器接收到所述短路信号时，所述短路指示灯亮起并通过所述蜂鸣器报警；

所述第二公共地接口接地；

所述第二断路接口与所述第一断路接口相连接；当所述报警器接收到所述断路信号时，所述断路指示灯亮起并通过所述蜂鸣器报警。

7.根据权利要求6所述的多路裂缝预警仪，其特征在于，所述蜂鸣器包括两种不同的报警声音；

两种不同的所述报警声音分别对应接收到所述短路信号以及接收到所述断路信号。

8.根据权利要求1所述的多路裂缝预警仪，其特征在于，还包括：天线；

所述天线设于所述监测主机的上方；

所述天线与所述短信报警装置相连接。

9.根据权利要求8所述的多路裂缝预警仪，其特征在于，所述短信报警装置具体包括：两个接线端子、电池槽以及手机卡卡槽；

一个所述接线端子与所述第一短路接口、第一公共地接口以及第一断路接口相连接；另一个所述接线端子与所述天线相连接；

所述电池槽用于安装电池，仅为在触发状态下的所述短信报警装置供电；

所述手机卡卡槽用于安装手机通讯卡。