CN110599743B - 一种地埋式山体滑坡预警设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地埋式山体滑坡预警设备，包括多个监测盒，每个所述监测盒的上端均固定安装有连接块，且多个监测盒通过多个连接块依次连接，每个所述监测盒内均包括检测腔和电路腔，且多个信号连通管连通多个电路腔，每个所述检测腔内均径向滑动套设有传动套。本发明通过环形分布的感应机构增加检测的范围，且装置埋在山体内，减少生物干扰，且感应机构将复杂的滑坡压力转换成定向的传动套偏移量，便于检测，通过检测机构将传动套偏移量转换成电信号，增加检测的精度，通过安装不同弹性系数的弹簧改变其检测阈值，且密闭的电路腔通过磁场测量增加装置的防水能力，且装置安装无需滑坡具有前兆，增加装置监测的普遍性。

Description

一种地埋式山体滑坡预警设备

技术领域

本发明涉及防灾监测设备领域，尤其涉及一种地埋式山体滑坡预警设备。

背景技术

山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力作用下，沿着一定的软弱结构面产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象，是常见地质灾害之一，山体在发生滑坡前会发生滑坡前兆，大滑动之前：在滑坡前缘坡脚处，有堵塞多年的泉水复活现象，或者出现泉水突然干枯，井水位突变等类似的异常现象；在滑坡体中：前部出现横向及纵向放射状裂缝，它反映了滑坡体向前推挤并受到阻碍，已进入临滑状态；大滑动之前：滑坡体前缘坡脚处，土体出现上隆现象，这是滑坡明显的向前推挤现象，有岩石开裂或被剪切挤压的音响，这种现象反映了深部变形与破裂，动物对此十分敏感，有异常反映；临滑之前，滑坡体四周岩体会出现小型崩塌和松弛现象。

现有的山体滑坡预警设备如专利申请号为201810103863.X的专利文件中所提出的“一种山体崩塌监测预警装置”，包括固定侧固定检测箱，固定侧固定检测箱靠近坍塌裂缝一侧的中间位置通过机械伸缩外管固定连接有外侧固定检测箱，机械伸缩外管的内部设置有塑料弹性空心管，且固定侧固定检测箱与外侧固定检测箱均位于地面以下，固定侧固定检测箱靠近外侧固定检测箱的一侧内部底端固定连接有调节控制箱，调节控制箱的内部设置有信号发射接收器、数据比较器和中央处理器，虽然此方案在一定程度上达到了监测滑坡的作用，但此方案在使用时，需要将固定侧固定检测箱与外侧固定检测箱分别固定在山体裂缝的两侧，而在山体没有前兆发生时，无裂缝产生，此时就无法对山体进行有效监测。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在只能在滑坡有明显征兆时使用，而对于无征兆或征兆不明显的滑坡处无法做到实时监测的缺点，而提出的一种地埋式山体滑坡预警设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种地埋式山体滑坡预警设备，包括多个监测盒，每个所述监测盒的上端均固定安装有连接块，且多个监测盒通过多个连接块依次连接，每个所述连接块上均插设有信号连通管，每个所述监测盒内均包括检测腔和电路腔，且多个信号连通管连通多个电路腔，每个所述检测腔内均径向滑动套设有传动套，每个所述监测盒的侧壁上均环形等距安装有多个感应机构，每个所述传动套的内侧壁上均环形等距安装有多个检测机构，每个所述电路腔内均固定安装有电路板，每个所述电路板上均连接有多个霍尔传感器，且多个霍尔传感器贴附在电路腔的外侧壁上。

优选地，所述感应机构包括滑动插设在监测盒侧壁上的滑杆，所述滑杆位于监测盒外侧的一端固定安装有推块，所述滑杆位于监测盒内侧的一端固定安装有弧形挤压块，且弧形挤压块紧抵在传动套的外侧壁上，所述弧形挤压块与监测盒的内壁之间安装有弹簧，且弹簧套设在滑杆上；

将整个装置埋在山体较深处，当滑坡前山体内部土石移动导致装置外部发生挤压时，则压力通过推块推动滑杆使得滑杆在监测盒的侧壁上滑动，则滑杆通过弧形挤压块推动传动套使得传动套发生偏移，则感应机构将外界的压力转换成传动套的偏移量，弹簧在初始时保持传动套始终位于监测盒的中间位置，且弹簧的弹性系数决定了感应机构对压力感应的灵敏程度与辨别能力，即通过设置专用的弹簧使得弹簧在遭遇滑坡使得压力发生较大变化，而动物、人类活动产生的震动压力只能使弹簧产生较小的变化。

优选地，所述检测机构包括固定对称安装在传动套内侧壁上的两个弧形固定块和固定安装在电路腔外侧壁上的固定套，两个所述弧形固定块之间转动安装有连接杆，所述固定套上开设有转动槽，所述转动槽的两个槽壁上对称开设有两个滑动槽。

优选地，所述连接杆插设在转动槽内，即连接杆在转动槽内可发生转动，所述连接杆位于转动槽的一端固定插设有磁性柱，且磁性柱的两端分别滑动插设在两个滑动槽内，即磁性柱可在滑动槽内来回滑动，所述磁性柱的两端均固定安装有固定片，且两个固定片均滑动贴附在固定套的外侧壁上，固定片能够避免磁性柱脱落且防止滑动不均匀导致磁性柱卡在滑动槽内，所述固定套上开设有器件槽，且器件槽盖设在霍尔传感器上；

当感应机构将外界压力转换成传动套的偏移量，则传动套移动使得与移动方向一致的连接杆在转动槽内滑动，与移动方向不一致的连接杆在转动槽内滑动并转动，使得磁性柱在两个滑动槽内滑动，即改变了磁性柱与霍尔传感器之间的距离，则霍尔传感器检测到的磁场强度发生改变，则霍尔传感器输出的电压信号发生变换，电路板接收电压信号并进行处理记录，实时监测记录值并通过信号连通管连通外部信号线输出到远处数据接收计算机处理成图像，并根据实时图像的变化判断滑坡的可能性以及滑坡时间。

本发明具有以下有益效果：

1、整个装置埋在山体较深处，减少山体表面的外部干扰，增加装置监测的准确性，且装置采用多段监测盒共同监测一段深度的山体内部位移情况，增加的装置监测的精确度。

2、多个感应机构环形等距分布在监测盒的四周，则在监测时，可对监测范围内的四周山体运动情况进行有效监测，则在填埋装置时，无需调整方向，增加了装置布置的速度。

3、电路腔位于监测盒内，且电路腔与检测腔不连通，且多个监测盒的电路腔通过信号连通管连通，并且通过连接块固定并密封住信号连通管，则装置埋在较深的山体内不会因渗水导致装置损坏，增加装置的防水能力。

4、感应机构将山体运动的压力通过推块和滑杆转化成机械能做功，使得弧形挤压块推动传动套偏移，即将山体运动的压力转换成传动套的偏移量，便于测量，较直接监测和计算复杂山体内的压力环境更加简便。

5、检测机构在传动套发生偏移时，沿传动套偏移方向的连接杆发生移动，而与传动套偏移方向不一致的连接杆发生移动和转动，则磁性柱在滑动槽内发生滑动，即磁性柱与霍尔传感器的距离发生变化，即传动套的偏移通过检测机构将偏移量转换成磁性柱与霍尔传感器之间的位置关系，霍尔传感器检测都的磁场发生变化输出不同的电压信号，则可通过不同的电压信号了解装置的监测情况，将偏移量转换成磁场强度变换，再通过磁场强度变换转换成电压信号记录并计算，电压计算值较直接测量偏移量更加精准，误差更小。

6、弹簧设置在弧形挤压块和监测盒内壁之间，且弹簧套设在滑杆上，则在初始情况下，环形等距分布的多个感应机构通过弹簧的支撑使得传动套始终位于监测盒的中间，保证初始状态的稳定性，且弹簧的弹性系数的设定为滑坡压力监测的阈值，即山体滑坡的大压力可使弹簧发生较大形变，而外界生物活动仅对弹簧产生较小的影响，形变较小，避免了监测误差。

综上所述，本发明通过环形分布的感应机构增加检测的范围，且装置埋在山体内，减少生物干扰，且感应机构将复杂的滑坡压力转换成定向的传动套偏移量，便于检测，通过检测机构将传动套偏移量转换成电信号，增加检测的精度，通过安装不同弹性系数的弹簧改变其检测阈值，且密闭的电路腔通过磁场测量增加装置的防水能力，且装置安装无需滑坡具有前兆，增加装置监测的普遍性。

附图说明

图1为本发明提出的一种地埋式山体滑坡预警设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种地埋式山体滑坡预警设备的监测盒部分放大图；

图3为本发明提出的一种地埋式山体滑坡预警设备的感应机构部分放大图；

图4为本发明提出的一种地埋式山体滑坡预警设备的检测机构部分放大图；

图5为本发明提出的一种地埋式山体滑坡预警设备的电路示意框图；

图6为本发明提出的一种地埋式山体滑坡预警设备的预警动作图。

图中：1监测盒、2连接块、3信号连通管、4传动套、5电路腔、6检测腔、7电路板、8推块、9滑杆、10弧形挤压块、11弹簧、12弧形固定块、13连接杆、14固定套、15固定片、16磁性柱、17霍尔传感器、18滑动槽、19转动槽、20器件槽。

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。

参照图1-6，一种地埋式山体滑坡预警设备，包括多个监测盒1，每个监测盒1的上端均固定安装有连接块2，且多个监测盒1通过多个连接块2依次连接，每个连接块2上均插设有信号连通管3，每个监测盒1内均包括检测腔6和电路腔5，且多个信号连通管3连通多个电路腔5，每个检测腔6内均径向滑动套设有传动套4，每个监测盒1的侧壁上均环形等距安装有多个感应机构，每个传动套4的内侧壁上均环形等距安装有多个检测机构，每个电路腔5内均固定安装有电路板7，每个电路板7上均连接有多个霍尔传感器17，且多个霍尔传感器17贴附在电路腔5的外侧壁上。

感应机构包括滑动插设在监测盒1侧壁上的滑杆9，滑杆9位于监测盒1外侧的一端固定安装有推块8，滑杆9位于监测盒1内侧的一端固定安装有弧形挤压块10，且弧形挤压块10紧抵在传动套4的外侧壁上，弧形挤压块10与监测盒1的内壁之间安装有弹簧11，且弹簧11套设在滑杆9上；

当外部发生挤压时，则压力通过推块8推动滑杆9使得滑杆9在监测盒1的侧壁上滑动，则滑杆9通过弧形挤压块10推动传动套4使得传动套4发生偏移，则感应机构将外界的压力转换成传动套4的偏移量，弹簧11在初始时保持传动套4始终位于监测盒1的中间位置。

检测机构包括固定对称安装在传动套4内侧壁上的两个弧形固定块12和固定安装在电路腔5外侧壁上的固定套14，两个弧形固定块12之间转动安装有连接杆13，固定套14上开设有转动槽19，转动槽19的两个槽壁上对称开设有两个滑动槽18。

连接杆13插设在转动槽19内，即连接杆13在转动槽内可发生转动，连接杆13位于转动槽19的一端固定插设有磁性柱16，且磁性柱16的两端分别滑动插设在两个滑动槽18内，即磁性柱16可在滑动槽18内来回滑动，磁性柱16的两端均固定安装有固定片15，且两个固定片15均滑动贴附在固定套14的外侧壁上，固定片15能够避免磁性柱16脱落且防止滑动不均匀导致磁性柱16卡在滑动槽18内，固定套14上开设有器件槽20，且器件槽20盖设在霍尔传感器17上；

当感应机构将外界压力转换成传动套4的偏移量，则传动套4移动使得与移动方向一致的连接杆13在转动槽19内滑动，与移动方向不一致的连接杆13在转动槽19内滑动并转动，使得磁性柱16在两个滑动槽18内滑动，即改变了磁性柱16与霍尔传感器17之间的距离，则霍尔传感器17检测到的磁场强度发生改变，则霍尔传感器17输出的电压信号发生变换，电路板7接收电压信号并进行处理记录，实时监测记录值并通过信号连通管3连通外部信号线输出到远处数据接收计算机处理成图像，并根据实时图像的变化判断滑坡的可能性以及滑坡时间。

本发明在使用时，在山体树木较少的斜坡填埋本装置，通过外部通信光缆密封连接装置的信号连通管3，用于远处传输监测数据，当山体发生滑坡时，滑坡的土石之间开始相互挤压，即上部分的土石挤压下部的土石，则同时挤压埋在山体内的装置的推块8，使得挤压侧的推块8移动，则推动滑杆9滑动并通过弧形挤压块10推动传动套4在监测盒1内发生偏心移动，则多个检测机构沿挤压力方向的的连接杆13发生滑动，而非挤压力方向的连接杆13发生滑动和转动，即连接杆13与弧形固定块12之间发生转动，连接杆13与转动槽19之间发生转动，连接杆13与转动槽19之间发生滑动，且位于受挤压一侧的半圆范围内的连接杆13均朝向固定套14移动，即往转动槽19槽底移动，而另一侧半圆范围内的连接杆13远离固定套14移动，即逐渐远离转动槽19的槽底，则磁性柱16通过连接杆13的移动在两个滑动槽18内发生滑动，则磁性柱16与转动槽19槽底的距离发生变化，即磁性柱16与器件槽20之间的距离发生变化，则霍尔传感器17检测到的磁场强度发生变化，霍尔传感器17检测到的磁场强度转换成的电压信号发生变化，根据电压信号的变化计算出山体内滑坡程度并进行预警，监测数据通过通信光缆传输给远程计算机形成实时监测图，预测滑坡趋势。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种地埋式山体滑坡预警设备，包括多个监测盒（1），其特征在于，每个所述监测盒（1）的上端均固定安装有连接块（2），且多个监测盒（1）通过多个连接块（2）依次连接，每个所述监测盒（1）内均包括检测腔（6）和电路腔（5），每个所述检测腔（6）内均径向滑动套设有传动套（4），每个所述监测盒（1）的侧壁上均环形等距安装有多个感应机构，每个所述传动套（4）的内侧壁上均环形等距安装有多个检测机构，每个所述电路腔（5）内均固定安装有电路板（7），每个所述电路板（7）上均连接有多个霍尔传感器（17），且多个霍尔传感器（17）贴附在电路腔（5）的外侧壁上，所述检测机构包括固定对称安装在传动套（4）内侧壁上的两个弧形固定块（12）和固定安装在电路腔（5）外侧壁上的固定套（14），两个所述弧形固定块（12）之间转动安装有连接杆（13），所述固定套（14）上开设有转动槽（19），所述转动槽（19）的两个槽壁上对称开设有两个滑动槽（18），所述连接杆（13）插设在转动槽（19）内，所述连接杆（13）位于转动槽（19）的一端固定插设有磁性柱（16），且磁性柱（16）的两端分别滑动插设在两个滑动槽（18）内，所述磁性柱（16）的两端均固定安装有固定片（15），且两个固定片（15）均滑动贴附在固定套（14）的外侧壁上，所述固定套（14）上开设有器件槽（20），且器件槽（20）盖设在霍尔传感器（17）上。

2.根据权利要求1所述的一种地埋式山体滑坡预警设备，其特征在于，所述感应机构包括滑动插设在监测盒（1）侧壁上的滑杆（9），所述滑杆（9）位于监测盒（1）外侧的一端固定安装有推块（8），所述滑杆（9）位于监测盒（1）内侧的一端固定安装有弧形挤压块（10），且弧形挤压块（10）紧抵在传动套（4）的外侧壁上，所述弧形挤压块（10）与监测盒（1）的内壁之间安装有弹簧（11），且弹簧（11）套设在滑杆（9）上。

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