CN110006382A - 一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地质灾害监测技术领域，且公开了一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置及方法，包括多星座卫星定位系统和阵列式柔性测斜仪，所述阵列式柔性测斜仪通过下压装置下压后安装在测斜管的内部，所述多星座卫星定位系统固定安装在所述下压装置的上方，所述阵列式柔性测斜仪与所述多星座卫星定位系统相连接。该一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，通过钢管的倾斜角度可以推算出被测物体的倾斜角度，由于整体呈三维安装结构，整体不受空间限制，能准确有效地对深层位移进行监测，此装置全自动化监测作业，无需人工繁杂作业，精确度高，方案可靠性强，可广泛应用于边坡体、山体、大坝体的形变等应用场合。

Description

一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置及方法
技术领域
本发明涉及地质灾害监测技术领域，具体为一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置及方法。
背景技术
我国是世界上地质灾害最严重的国家之一，自然变迁和人为破坏是地质灾害的主要成因，主要灾害形态包括滑坡、泥石、地面坍塌、地面沉降和地裂缝等。针对各类型形变灾害的监测手段应运而生。
在工程实践、科学研究和地质灾害监测中，往往需要对地面以及地面以下一定深度的岩土体进行位移监测。地表位移有多种监测手段，例如使用卫星定位或是全站仪等手段进行位移形变监测，地面以下部分由于该部分的岩土体处于地下，往往无法直接测量，因此，人们一般利用测斜仪器，对地下一定深度范围的位移进行监测。
目前市面上现有技术方案都是分开独立监测，没有一款设备能兼顾深部位移与地表位移一体化自动的监测，不能做到一体化关联监测，从而无法很好地对监测对象进行准确有效地形变分析，而且目前市面上针对深部位移的自动化监测主要采用固定测斜仪的方案，固定测斜仪方案只能监测几个点的倾斜变化，无法进行连续监测，进而无法准确对内部形变进行滑动面判断，从而无法建立深层位移形变的形变模型。
发明内容
本发明针对上述深部位移与地表位移存在的相关问题，提供一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置及方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，包括多星座卫星定位系统和阵列式柔性测斜仪，所述阵列式柔性测斜仪通过下压装置下压后安装在测斜管的内部，所述多星座卫星定位系统固定安装在所述下压装置的上方，所述阵列式柔性测斜仪与所述多星座卫星定位系统相连接；
所述阵列式柔性测斜仪由钢管、高压油管、三轴加速传感器模块、内部线缆和连接螺丝组成，所述连接螺丝的中心处设置有通孔，所述钢管的两端部各连接有一个所述连接螺丝，所述连接螺丝的外部安装有所述高压油管，所述钢管的内部设置有所述三轴加速传感器模块，所述三轴加速传感器模块与所述内部线缆相连接。
进一步的，所述多星座卫星定位系统与所述阵列式柔性测斜仪通过所述内部线缆电连接。
进一步的，所述多星座卫星定位系统内置高精度卫星解算板卡。
进一步的，所述阵列式柔性测斜仪由多节测量模块组合而成，相邻两个测量模块之间由所述高压油管相连接。
进一步的，所述阵列式柔性测斜仪与所述下压装置的顶部固定连接。
进一步的，所述钢管的两端内壁上均设置有内螺纹结构，所述连接螺丝通过此螺纹结构拧接在所述钢管的端部。
进一步的，所述高压油管与所述连接螺丝机械压扣连接。
另外，本发明还要求保护所述深部位移与表面位移一体化自动监测装置的使用方法，包括以下步骤：
a、阵列式柔性测斜仪安装于测斜管内部，通过下压装置将阵列式柔性测斜仪下压填充测斜管内部；
b、多星座卫星定位系统安装固定于下压装置上；
c、阵列式柔性测斜仪通过内部线缆接入多星座卫星定位系统，数据统一处理然后回传服务器；
其中，多星座卫星定位系统是对测斜管管口表面位移进行实时监测，阵列式柔性测斜仪是对深层位移进行实时监测。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、该一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，采用三轴加速度传感器模块通过机械固定的方式固定于钢管内部的结构设计，因此可以将该模块的角度值通过转换算法换算成钢管的整体倾斜角度，从而通过钢管的倾斜角度可以推算出被测物体的倾斜角度，由于整体呈三维安装结构，整体不受空间限制，能准确有效地对深层位移进行监测；
2、该一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，能准确有效对被测对象进行全方位监测，真正做到表面深层一体化监测作业，负责表面位移的多星座卫星定位系统与负责深层位移的阵列式柔性测斜仪通过机械机构有效地固定在一起，两设备间地数据能做到相互校核并且能数据相互融合，多星座卫星定位系统的表面监测数据成果是绝对坐标位置，阵列式柔性测斜仪的深层监测数据成果是相对位置，两种手段的有效结合能做到相辅相成，实际应用中，因为两设备是紧密固定在一起的，所以能通过多星座卫星定位系统的数据对阵列式柔性测斜仪的成果进行精度校核，同时阵列式柔性测斜仪的数据也能对多星座卫星定位系统的成果进行精度校核，此装置真正能建立整个监测范围的位移形变模型，此装置全自动化监测作业，无需人工繁杂作业，精确度高，方案可靠性强，可广泛应用于边坡体、山体、大坝体的形变等应用场合。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明正视结构示意图；
图2为本发明阵列式柔性测斜仪结构示意图。
图中：1、多星座卫星定位系统；2、阵列式柔性测斜仪；201、钢管；202、高压油管；203、三轴加速传感器模块；204、内部线缆；205、连接螺丝；3、下压装置；4、测斜管。
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作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。
如图1-2所示，一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，包括多星座卫星定位系统1和阵列式柔性测斜仪2，阵列式柔性测斜仪2通过下压装置3下压后安装在测斜管4的内部，多星座卫星定位系统1固定安装在下压装置3的上方，阵列式柔性测斜仪2与多星座卫星定位系统1相连接；
阵列式柔性测斜仪2由钢管201、高压油管202、三轴加速传感器模块203、内部线缆204和连接螺丝205组成，连接螺丝205的中心处设置有通孔，钢管201的两端部各连接有一个连接螺丝205，连接螺丝205的外部安装有高压油管202，钢管201的内部设置有三轴加速传感器模块203，三轴加速传感器模块203与内部线缆204相连接。
进一步的，多星座卫星定位系统1与阵列式柔性测斜仪2通过内部线缆204电连接，这样设置便于阵列式柔性测斜仪2将检测结果反馈至多星座卫星定位系统1，数据统一处理然后回传服务器。
进一步的，多星座卫星定位系统1内置高精度卫星解算板卡，可以实时对卫星信号进行捕捉并且能及时通过内置传输模块把数据会传到监测云平台，多星座卫星定位系统1通过接受多星座的卫星信号，然后实时对卫星数据进行静态结算从而达到对表面位移的水平位移与高程位移的高精度监测。
进一步的，阵列式柔性测斜仪2由多节测量模块组合而成，相邻两个测量模块之间由高压油管202相连接，这样设置可以实现多个测量模块之间的软性连接。
进一步的，阵列式柔性测斜仪2与下压装置3的顶部固定连接，通过下压装置3将阵列式柔性测斜仪2下压填充测斜管4内部，解决阵列式柔性测斜仪2与测斜管4内部的空隙问题。
进一步的，钢管201的两端内壁上均设置有内螺纹结构，连接螺丝205通过此螺纹结构拧接在钢管201的端部，这样设置可以将多个测量模块连接到一起。
进一步的，高压油管202与连接螺丝205机械压扣连接。
内部线缆204可以将三轴加速传感器模块203的检测结果反馈至多星座卫星定位系统1，由多星座卫星定位系统1通过内置传输模块把数据会传到监测云平台。
工作原理：多星座卫星定位系统1内置高精度卫星解算板卡，实时对卫星信号进行捕捉并且能及时通过内置传输模块把数据会传到监测云平台；其中阵列式柔性测斜仪2由多节测量模块组合而成，其中测量模块包括钢管201、高压油管202、三轴加速传感器模块203、内部线缆204和连接螺丝205，相邻两个测量模块之间通过高压油管202实现软质连接，三轴加速传感器模块203以机械固定的形式安装在钢管201的内部，三轴加速传感器模块203均以焊接的形式电性连接有内部线缆204，三轴加速传感器模块203通过机械固定的方式固定于钢管201内部因此可以将该模块的角度值通过转换算法换算成钢管201的整体倾斜角度，从而通过钢管201的倾斜角度可以推算出被测物体的倾斜角度，由于整体呈三维安装结构，整体不受空间限制，能准确有效地对深层位移进行监测。
这种深部位移与表面位移一体化自动监测装置的使用方法，包括以下步骤，a、阵列式柔性测斜仪2安装于测斜管4内部，通过下压装置3将阵列式柔性测斜仪3下压填充测斜管4内部；b、多星座卫星定位系统1安装固定于下压装置3上；c、阵列式柔性测斜仪2通过内部线缆204接入多星座卫星定位系统1，数据统一处理然后回传服务器。其中多星座卫星定位系统1是对测斜管4管口表面位移进行实时监测，阵列式柔性测斜仪2是对深层位移进行实时监测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，包括多星座卫星定位系统(1)和阵列式柔性测斜仪(2)，其特征在于：所述阵列式柔性测斜仪(2)通过下压装置(3)下压后安装在测斜管(4)的内部，所述多星座卫星定位系统(1)固定安装在所述下压装置(3)的上方，所述阵列式柔性测斜仪(2)与所述多星座卫星定位系统(1)相连接；
其中，所述阵列式柔性测斜仪(2)由钢管(201)、高压油管(202)、三轴加速传感器模块(203)、内部线缆(204)和连接螺丝(205)组成，所述连接螺丝(205)的中心处设置有通孔(206)，所述钢管(201)的两端部各连接有一个所述连接螺丝(205)，所述连接螺丝(205)的外部安装有所述高压油管(202)，所述钢管(201)的内部设置有所述三轴加速传感器模块(203)，所述三轴加速传感器模块(203)与所述内部线缆(204)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，其特征在于：所述多星座卫星定位系统(1)与所述阵列式柔性测斜仪(2)通过所述内部线缆(204)电连接。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，其特征在于：所述多星座卫星定位系统(1)内置高精度卫星解算板卡。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，其特征在于：所述阵列式柔性测斜仪(2)由多节测量模块组合而成，相邻两个测量模块之间由所述高压油管(202)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，其特征在于：所述阵列式柔性测斜仪(2)与所述下压装置(3)的顶部固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，其特征在于：所述钢管(201)的两端内壁上均设置有内螺纹结构，所述连接螺丝(205)通过此螺纹结构拧接在所述钢管(201)的端部。
7.根据权利要求1所述的一种深部位移与表面位移一体化自动监测装置，其特征在于：所述高压油管(202)与所述连接螺丝(205)机械压扣连接。
8.一种权利要求1-7任一项所述深部位移与表面位移一体化自动监测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、阵列式柔性测斜仪(2)安装于测斜管(4)内部，通过下压装置(3)将阵列式柔性测斜仪(3)下压填充测斜管(4)内部；
b、多星座卫星定位系统(1)安装固定于下压装置(3)上；
c、阵列式柔性测斜仪(2)通过内部线缆(204)接入多星座卫星定位系统(1)，数据统一处理然后回传服务器；
其中，多星座卫星定位系统(1)是对测斜管(4)管口表面位移进行实时监测，阵列式柔性测斜仪(2)是对深层位移进行实时监测。
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