CN109615829A - 一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，包括安装支架系统、触发装置、供电装置、激光发射与接收装置、数据采集与预警装置。所述触发装置包括天平、量雨桶、金属针和导电弹簧，当一次降雨量超过所设定的阈值，天平倾斜，金属针与金属片相接触，激活激光发射与接收装置工作，可有效延长电池的工作时间，减少更换电池的次数，节约人力。所述数据采集与预警装置，当泥石流未发生，发射的激光被铺设在对岸斜坡上的吸光板吸收，无数据返回，不触发预警；当泥石流爆发，吸光板被泥石流覆盖，发射的激光不被吸收，将返回数据，触发预警系统并记录泥石流泥位，传输给监测中心计算机，可有效减少无用信息的储存和传输。
Description
技术领域
本发明属于泥石流泥位监测技术领域，具体涉及到一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置。
背景技术
我国是一个多山国家，山地面积约占三分之二，地质条件复杂，构造运动剧烈，是世界上泥石流分布广泛的国家之一。泥石流灾害分布地域广、发生频率高、造成损失大，严重威胁国民经济和社会的可持续发展。因此，准确对泥石流进行监测和预警，是保证泥石流灾害区人民生命财产安全的关键技术之一。
目前，泥石流监测技术主要包括人工监测预警、视频监测预警及以降雨阈值作为主要参数的监测预警，这些方法受限条件很多，需消耗大量的人力、物力和时间，在推广和应用上受到较大限制，急需改进。
发明内容
本发明提供了一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，用于对泥石流泥位进行监测，节约泥石流泥位监测的成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，包括设于被监测泥石流沟谷的稳定边坡上的支撑底板；支撑底板的一侧连接有竖向设置的立柱，另一侧连接有竖向设置的支撑杆；
立柱的一侧从上到下均匀地安装有多个激光位移传感器，激光位移传感器的感应端对准被监测泥石流沟谷的侧边坡体；被监测泥石流沟谷的侧边坡体上设有多个吸光板；
支撑杆的顶部铰接有天平；天平的一端连接有量雨桶，另一端连接有金属针；竖向设置的导电弹簧的顶端与金属针连接，底端与设于支撑板上的电池的正电极连接；
还包括有连接于立柱顶端的数据收集箱，数据收集箱同时位于金属针的上方；数据收集箱的底部安装有金属片；金属片、激光位移传感器、电池的负电极依次串联；同时电池也为数据收集箱供电；
金属针未与金属片接触、且量雨桶中没有雨水时，天平处于水平平衡状态；
还包括有远程监测计算机；所述数据收集箱将激光位移传感器接收的信号处理后发送到远程监控计算机上。
根据上述方案，所述的多个激光位移传感器均并联于电池。
根据上述方案，所述激光位移传感器的激光发射方向可调节。
根据上述方案，所述量雨桶底部镂空，且量雨桶内部放置有吸水海绵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：整体结构小巧，可拆卸，搬运方便，操作简单，对操作人员的要求不高，适用于中小型泥石流泥位监测预警；采用降雨触发系统，装置间歇性激活工作，可有效延长电池的工作时间，减少更换电池的次数，节约人力；在以往使用激光泥位传感器的基础上，增设了吸光装置，仅暴雨而无泥石流爆发时，发射激光被吸光板吸收，无数据返回；当有泥石流发生，吸光板被覆盖，发射激光将返回数据，由数据收集箱记录泥石流泥位，通过4G网络传输给远程监测计算机并触发预警系统，可有效减少无用信息的储存和传输。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，未示出吸光板和远程监测计算机；
图2为本发明的电路结构示意图；
图3为本发明的自然条件下待机状态示意图；
图4为本发明的降雨触发工作状态示意图；
图5为本发明的泥石流触发预警状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：支撑底板1，电池2，电极3，导电弹簧4，电线5，立柱6，支撑杆7，激光位移传感器8，天平9，量雨桶10，金属针11，金属片12，数据收集箱13，吸光板14，远程监测计算机15。
本发明提供了一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，是基于激光位移传感器自身工作特点、降雨触发装置和泥石流灾害预警系统而制成的。
其中降雨触发装置如图1所示，由天平9、量雨桶10、金属针11和导电弹簧4组成。针对泥石流触发的降雨条件，可改变导电弹簧4的弹性系数，使降雨量达到一定阈值时，激活激光位移传感器8。其工作原理为：下雨时，量雨桶10会收集雨水，使导电弹簧4受力拉伸，当雨量达到一定值，导电弹簧4伸长足够长度，金属针11与金属片12相接触，构成闭合回路，激发激光位移传感器8工作。量雨桶10底部镂空，内部放置有一吸水海绵，当降雨停止，海绵中的水流走、蒸发，导电弹簧4逐渐恢复形变，线路断开，装置停止工作。
由图1至图5所示，一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，其具体实施过程如下：
如图1所示：在泥石流潜在发生区对岸或附近稳固基岩上安装支撑底板1，通过地锚固定，并在支撑底板1的顶部左、右两侧分别峁接支撑杆7和立柱6，中间部位放置锂离子电池2作为装置能量来源。所述立柱6的一侧安装有密集排布的激光位移传感器8，其感应端位于被监测泥石流沟谷的侧边坡体，可发送并接收激光，通过接收激光的位置来确定泥位。激光位移传感器8可自由旋转调节发射激光的角度，对不同的地形有较好的适应性。立柱6的内部中空，各个线缆均布置于立柱6的管腔中。所述支撑杆7的顶端铰接有一天平9，天平的左、右两侧分别固定安装量雨桶10和金属针11，金属针11的下部连接一导电弹簧4，导电弹簧4的下端连接于锂离子电池2的正电极3处。
如图2所示：激光位移传感器8密集排布，并联连接，可保证当一个激光位移传感器8损坏时，整个装置也能正常运行。
如图3所示：自然条件下，天平9水平，金属针11与金属片12未接触，线路断开，装置处于休眠状态。
如图4所示：暴雨条件下，天平9倾斜，金属针11与金属片12相接触，构成闭合回路，装置处于激发工作状态，激光位移传感器8发射激光，被铺设在对岸斜坡上的吸光板14吸收，无数据返回，不触发预警。吸光板14通过激光吸收剂制作而成，通过地锚固定在激光位移传感器8对侧的斜坡岩体上，可吸收激光，不返回数据。
如图5所示：泥石流爆发条件下，吸光板14被泥石流覆盖，发射的激光不被吸收，将返回数据，通过数据采集箱13接收数据并记录泥石流泥位，并通过4G网络，将测量结果发送到远程监控计算机15上，触发预警。
综上所述，可以看到，本发明基于降雨触发装置和泥石流灾害预警系统，能够对泥石流的运动情况进行全天候、无人值守、自动化地间歇式监测并进行预警。
Claims (4)
1.一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，其特征在于：包括设于被监测泥石流沟谷的稳定边坡上的支撑底板(1)；支撑底板(1)的一侧连接有竖向设置的立柱(6)，另一侧连接有竖向设置的支撑杆(7)；
立柱(6)的一侧从上到下均匀地安装有多个激光位移传感器(8)，激光位移传感器(8)的感应端对准被监测泥石流沟谷的侧边坡体；被监测泥石流沟谷的侧边坡体上设有多个吸光板(14)；
支撑杆(7)的顶部铰接有天平(9)；天平(9)的一端连接有量雨桶(10)，另一端连接有金属针(11)；竖向设置的导电弹簧(4)的顶端与金属针(11)连接，底端与设于支撑板(1)上的电池(2)的正电极连接；
还包括有连接于立柱(6)顶端的数据收集箱(13)，数据收集箱(13)同时位于金属针(11)的上方；数据收集箱(13)的底部安装有金属片(12)；金属片(12)、激光位移传感器(8)、电池(2)的负电极依次串联；同时电池(2)也为数据收集箱(13)供电；
金属针(11)未与金属片(12)接触、且量雨桶(10)中没有雨水时，天平(9)处于水平平衡状态；
还包括有远程监测计算机(15)；所述数据收集箱(13)将激光位移传感器(8)接收的信号处理后发送到远程监控计算机(15)上。
2.根据权利要求1所述的一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，其特征在于：所述的多个激光位移传感器(8)均并联于电池(2)。
3.根据权利要求1所述的一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，其特征在于：所述激光位移传感器(8)的激光发射方向可调节。
4.根据权利要求1所述的一种新型的泥石流泥位监测及灾害预警装置，其特征在于：所述量雨桶(10)底部镂空，且量雨桶(10)内部放置有吸水海绵。
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