CN112526640A - 一种基于雨量监测的泥石流预警装置 - Google Patents

一种基于雨量监测的泥石流预警装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及监测预警技术领域，具体公开了一种基于雨量监测的泥石流预警装置；包括用于接收沿斜坡流下的雨水的导流板，导流板倾斜设置，并且导流板的形状为上宽下窄的梯形，导流板的下端开设有转动缺口，转动缺口中设置有转轴，转轴的圆周面上均匀设置有若干弧形扇叶，转轴的端部连接转速传感器，位于转动缺口下方的导流板上开设有多个排流孔，位于导流板的下方设置有安装底板，安装底板的下表面连接有多个固定桩，安装底板的上表面设置有若干支脚，若干支脚的上端连接有泥水接收箱；整个装置其对泥石流的预警反应速度更快，有效解决了现有压力式泥石流预警装置必须当泥石流发生时才能进行预警的不足，其预警效果更好。

Description

一种基于雨量监测的泥石流预警装置
技术领域
本发明涉及监测预警技术领域，具体公开了一种基于雨量监测的泥石流预警装置。
背景技术
对泥石流进行监测预警，可以保证泥石流发生现场下游城市和村镇居民的生命财产安。
目前在我国推广应用的突发性地质灾害的群测群防监测预警(尤其对泥石流进行监测预警)技术主要以人工巡视巡查监测为主，包括埋桩法、埋钉法、上漆法、贴片法等，自1998年以来，全国共成功避让地质灾害多起，及时转移了相关人群，起了应有的作用，但是它的弱点是监测报警技术方法比较落后，在恶劣天气和复杂气象条件下可能会错失灾害预报机会，造成很大隐患。另外巡视巡查人员身在现场生命本身就有很大危险，发现险情也不能及时通知灾区居民。
专利号为CN109461288A的发明公开了一种压力式泥石流预警装置，为解决现有技术存在的难以实现高精度预测以及控制逻辑繁琐等问题，本装置包括有基板，所述基板的上侧设置有弹簧筒、分析仪以及无线传输仪，所述弹簧筒的顶部设置有支撑柱，支撑柱的顶部设置有压力传感器，所述压力传感器的顶部与顶板进行接触，压力传感器通过导线与分析仪电性连接，分析仪与无线传输仪电性连接进而实现对泥石流的有效预警，在有利于本装置的推广应用的同时也降低了实现的成本。该压力式泥石流预警装置在对泥石流进行检测时只能当泥石流发生时才能将检测的数据传送出去，而此类泥石流预警装置所达到的预警效果往往较差，会进出因信息传递较慢导致附近人员无法及时撤离。而泥石流的发生必然是随着暴雨发生的，因此通过先对降雨量进行检测，同时检测沿斜坡流下的雨水中所夹带的泥土量即可对泥石流发生的可能性进行精准监控，并同时发生预警。因此，基于上述泥石流监控原理和现有压力式泥石流预警装置的上述不足，设计一种能够根据降雨量和沿斜坡流下的雨水中夹杂的土壤里进行综合分析判断泥石流发生的可能，并能够及时对监控结果进行预警的基于雨量监测的泥石流预警装置是一项有待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服压力式泥石流预警装置只能当泥石流发生时才能进行预警，从而导致信息传递较慢无法使附近人群及时撤离的基于雨量监测的泥石流预警装置是一项有待解决的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于雨量监测的泥石流预警装置，包括用于接收沿斜坡流下的雨水的导流板，所述导流板倾斜设置，并且导流板的形状为上宽下窄的梯形，所述导流板的下端开设有转动缺口，所述转动缺口中设置有转轴，所述转轴的圆周面上均匀设置有若干弧形扇叶，所述转轴的端部连接转速传感器，位于所述转动缺口下方的导流板上开设有多个排流孔，位于所述导流板的下方设置有安装底板，所述安装底板的下表面连接有多个固定桩，所述安装底板的上表面设置有若干支脚，若干所述支脚的上端连接有泥水接收箱，所述泥水接收箱的上端面敞口设置且与导流板的下表面相连接，位于所述转动缺口下方的泥水接收箱的底板包括倾斜段和水平段，所述倾斜段位于所述弧形扇叶的正下方，所述水平段的泥水接收箱后侧壁上设置有泥土量检测装置；
其中，所述泥土量检测装置包括固定在泥水接收箱后侧壁上的安装板，所述安装板的上下两端均固定有连接板，两个所述连接板之间固定有电阻导棒，所述电阻导棒的下端连接有伸出泥水接收箱的第一导线，位于所述安装板上方设置有伸出泥水接收箱的第二导线，所述第一导线和第二导线的端部均与单相电流表、电源相串联，所述第二导线的下端连接有弹簧式导线，所述弹簧式导线的下端连接有推动板，所述推动板上连接有与电阻导棒滑动接触的弧形金属滑环，位于所述安装底板下方的泥水接收箱后侧壁上连接有横杆，所述横杆的前端连接有限位滑套，所述限位滑套中设置有轻质顶杆，所述轻质顶杆与推动板处于同一直线设置，所述轻质顶杆的下端连接有浮块；
所述泥水接收箱的一侧壁上设置有U型虹吸管，所述U型虹吸管伸入泥水接收箱内部的下端与水平段之间留有间隙，所述U型虹吸管的外部下端连接有雨水流量监测装置，所述电源设置在泥水接收箱的旁侧，所述电源上还连接有预警箱，所述预警箱的内部设置有无线通信模块，所述无线通信模块将监测信息传输给终端。
作为上述方案的进一步设置，所述雨水流量监测装置包括筒体，所述筒体的侧面开设有锯齿通道，所述锯齿通道上设置有半圆转槽，所述半圆转动槽中转动设置有齿轮，所述齿轮伸出半圆转槽的外端设置有角度传感器，所述锯齿通道的侧面上设置有竖向滑轨，所述竖向滑轨上滑动设置有轻质齿条，所述轻质齿条的齿面与齿轮相啮合，所述轻质齿条的下端连接有浮球，所述筒体的顶端开设有能够伸出轻质齿条的通口。
作为上述方案的进一步设置，所述筒体的下端连接有排液管，所述排液管上设置有电磁阀。
作为上述方案的进一步设置，所述泥水接收箱的旁侧设置有支架，所述支架的顶端设置有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板上设置有雨水传感器，所述电源固定在太阳能光伏板的下表面，所述预警箱设置在太阳能光伏板下方的支架上。
作为上述方案的进一步设置，所述支架的下表面也设置有若干固定桩。
作为上述方案的进一步设置，所述固定桩为浇筑成型的倒锥形水泥块。
作为上述方案的进一步设置，，所述水平段上开设有排污口，所述排污口上转动设置有密封底板，所述密封底板的下表面设置有转动件，位于所述。排污口旁侧的水平段下表面设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的端部与转动件转动连接。
作为上述方案的进一步设置，所述导流板的倾斜角度为15～30°
有益效果：
1、本发明与现有技术相比，通过将导流板设置在发生泥石流可能性较大的斜坡上，当降雨时其泥土随着雨水被冲刷到导流板上，并沿着导流板流动至弧形扇叶，并驱动弧形扇叶转动，此时可通过转速传感器测出泥水带动转轴转动的转速，从而间接判断出短时间降雨强度；泥水进入泥水接收箱中后，其泥水沿着倾斜段流至水平段，此时浮块由于浮力的作用被托起，此时轻质顶杆将推动板向上顶动，使得弧形金属滑环沿着电阻导棒向上滑动，而此时接入电路中的电阻大小变化，通过单向电流表即可判断出泥水接收箱中泥水的量，当泥土上涨到一定高度时，其由于U型虹吸管的作用可将泥水接收箱中的水分全部排出，只留下土壤，而此时可以根据初始与最后接入电路中的电阻值，转化成水平段中土壤的高度，从而综合判断出泥水中夹杂的土壤量，再综合分析发生泥石流的可能性，最后通过预警箱的内部设置的无线通信模块将分析结果无线传输给值班室的终端，并发出警报；整个装置其对泥石流的预警反应速度更快，有效解决了现有压力式泥石流预警装置必须当泥石流发生时才能进行预警的不足，其预警效果更好。
2、本发明还设置相关的光伏发电板进行蓄电，无需通过导线与外界电源相连接，其可适用于更恶劣的环境；另外，其雨水流量监测装置与传统的雨水流量监测装置相比，其通过浮力将浮球托起，在浮球被托起的过程中其轻质齿条向上移动，从而使得与之啮合的齿轮转动，然后通过角度传感器可及时检测出降雨量，其与现有技术相比，反应度和检测精度更高，最后再综合降雨强度、雨水中夹杂的泥土量可综合分析发生泥石流的可能性，从而实现提前预警，效果更加优异。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的第一角度立体结构图；
图2为本发明的第二角度立体结构图；
图3为本发明中导流板的立体结构图；
图4为本发明中泥水接收箱、泥土量检测装置等立体结构图；
图5为本发明中泥水接收箱、泥土量检测装置的主视内部平面图；
图6为本发明中泥土量检测装置的立体结构图；
图7为本发明中雨水流量监测装置的立体结构图；
图8为本发明中雨水流量监测装置的主视内部平面图。
其中，1-导流板，101-排流孔，2-转轴，3-弧形扇叶，4-转速传感器，5-安装底板，6-固定桩，7-支脚，8-泥水接收箱，801-倾斜段，802-水平段，9-泥土量检测装置，901-安装板，902-连接板，903-电阻导棒，904-第一导线，905-第二导线，906-弹簧式导线，907-推动板，908-弧形金属滑环，909-横杆，910-限位滑套，911-轻质顶杆，912-浮块，10-U型虹吸管，11-雨水流量监测装置，111-筒体，112-锯齿通道，113-半圆转动槽，114-竖向滑轨，115-齿轮，116-轻质齿条，117-角度传感器，118-浮球，119-通口，120-排液管，121-电磁阀，12-单相电流表，13-电源，14-预警箱，15-支架，16-太阳能光伏板，17-密封底板，18-转动件，19-电动伸缩杆。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1～8，并结合实施例来对本发明的基于雨量监测的泥石流预警装置。
实施例1
本实施例1介绍了一种基于雨量监测的泥石流预警装置，参考附图1、附图2和附图3，其主体结构包括用于接收沿斜坡流下的雨水的导流板1，导流板1倾斜15～30°角度设置，并且导流板1的形状为上宽下窄的梯形，导流板1的下端开设有转动缺口，转动缺口中设置有转轴2，转轴2的圆周面上均匀设置有若干弧形扇叶3，转轴2的端部连接转速传感器4，可根据沿导流板1冲下的泥水驱动转轴2和弧形扇叶3的转速判断泥水量大小。并在位于转动缺口下方的导流板1上开设有多个排流孔101，及时将导流板1上的泥水排下。
位于导流板1的下方设置有安装底板5，安装底板5的下表面连接有多个固定桩6，其中固定桩6为浇筑成型的倒锥形水泥块。安装底板5的上表面设置有若干支脚7，若干支脚7的上端连接有泥水接收箱8，泥水接收箱8的上端面敞口设置且与导流板1的下表面相连接，位于转动缺口下方的泥水接收箱8的底板包括倾斜段801和水平段802，倾斜段802位于弧形扇叶3的正下方，水平段802的泥水接收箱8后侧壁上设置有泥土量检测装置9。
其中泥土量检测装置9可参考附图4、附图5和附图6，泥土量检测装置9包括固定在泥水接收箱8后侧壁上的安装板901，安装板901的上下两端均固定有连接板902，两个连接板902之间固定有电阻导棒903，电阻导棒903的下端连接有伸出泥水接收箱8的第一导线904，位于安装板901上方设置有伸出泥水接收箱8的第二导线905，第一导线904和第二导线905的端部均与单相电流表12、电源13相串联，第二导线905的下端连接有弹簧式导线906，弹簧式导线906的下端连接有推动板907，推动板907上连接有与电阻导棒903滑动接触的弧形金属滑环908，位于安装底板5下方的泥水接收箱8后侧壁上连接有横杆909，横杆909的前端连接有限位滑套910，限位滑套910中设置有轻质顶杆911，轻质顶杆911与推动板907处于同一直线设置，轻质顶杆911的下端连接有浮块912；当流入的泥水中的水分从U型虹吸管10中排出时，其残留的泥土会将轻质顶杆911顶起一定距离，然后使得整个电阻导棒903接入电路中的电阻大小不同，从而快速判断内部泥土厚度即可。
参考附图1、附图7和附图8，泥水接收箱8的一侧壁上设置有U型虹吸管10，U型虹吸管10伸入泥水接收箱8内部的下端与水平段802之间留有间隙，U型虹吸管10的外部下端连接有雨水流量监测装置11。具体地，其雨水流量监测装置11包括筒体111，筒体111的侧面开设有锯齿通道112，锯齿通道112上设置有半圆转槽113，半圆转动槽113中转动设置有齿轮115，齿轮115伸出半圆转槽113的外端设置有角度传感器117，锯齿通道112的侧面上设置有竖向滑轨114，竖向滑轨114上滑动设置有轻质齿条116，轻质齿条116的齿面齿轮115相啮合，轻质齿条116的下端连接有浮球118，筒体111的顶端开设有能够伸出轻质齿条116的通口119；同时，还在筒体111的下端连接有排液管120，排液管120上设置有电磁阀121。
本实施例中的电源13设置在泥水接收箱8的旁侧，电源13上还连接有预警箱14，预警箱14的内部设置有无线通信模块(本处为现有技术，未具体说明)，无线通信模块将监测信息传输给终端。终端的值班人员能够快速将信息传递出去，从而达到快速预警的效果。
实施例2
实施例2是基于实施例1的基础上，做出的进一步改进，下面结合附图1～8对其进行进一步说明。
本实施例2介绍了一种基于雨量监测的泥石流预警装置，参考附图1、附图2和附图3，其主体结构包括用于接收沿斜坡流下的雨水的导流板1，导流板1倾斜15～30°角度设置，并且导流板1的形状为上宽下窄的梯形，导流板1的下端开设有转动缺口，转动缺口中设置有转轴2，转轴2的圆周面上均匀设置有若干弧形扇叶3，转轴2的端部连接转速传感器4，可根据沿导流板1冲下的泥水驱动转轴2和弧形扇叶3的转速判断泥水量大小。并在位于转动缺口下方的导流板1上开设有多个排流孔101，及时将导流板1上的泥水排下。
位于导流板1的下方设置有安装底板5，安装底板5的下表面连接有多个固定桩6，其中固定桩6为浇筑成型的倒锥形水泥块。安装底板5的上表面设置有若干支脚7，若干支脚7的上端连接有泥水接收箱8，泥水接收箱8的上端面敞口设置且与导流板1的下表面相连接，位于转动缺口下方的泥水接收箱8的底板包括倾斜段801和水平段802，倾斜段802位于弧形扇叶3的正下方，水平段802的泥水接收箱8后侧壁上设置有泥土量检测装置9。
其中泥土量检测装置9可参考附图4、附图5和附图6，泥土量检测装置9包括固定在泥水接收箱8后侧壁上的安装板901，安装板901的上下两端均固定有连接板902，两个连接板902之间固定有电阻导棒903，电阻导棒903的下端连接有伸出泥水接收箱8的第一导线904，位于安装板901上方设置有伸出泥水接收箱8的第二导线905，第一导线904和第二导线905的端部均与单相电流表12、电源13相串联，第二导线905的下端连接有弹簧式导线906，弹簧式导线906的下端连接有推动板907，推动板907上连接有与电阻导棒903滑动接触的弧形金属滑环908，位于安装底板5下方的泥水接收箱8后侧壁上连接有横杆909，横杆909的前端连接有限位滑套910，限位滑套910中设置有轻质顶杆911，轻质顶杆911与推动板907处于同一直线设置，轻质顶杆911的下端连接有浮块912；当流入的泥水中的水分从U型虹吸管10中排出时，其残留的泥土会将轻质顶杆911顶起一定距离，然后使得整个电阻导棒903接入电路中的电阻大小不同，从而快速判断内部泥土厚度即可。
参考附图1、附图7和附图8，泥水接收箱8的一侧壁上设置有U型虹吸管10，U型虹吸管10伸入泥水接收箱8内部的下端与水平段802之间留有间隙，U型虹吸管10的外部下端连接有雨水流量监测装置11。具体地，其雨水流量监测装置11包括筒体111，筒体111的侧面开设有锯齿通道112，锯齿通道112上设置有半圆转槽113，半圆转动槽113中转动设置有齿轮115，齿轮115伸出半圆转槽113的外端设置有角度传感器117，锯齿通道112的侧面上设置有竖向滑轨114，竖向滑轨114上滑动设置有轻质齿条116，轻质齿条116的齿面齿轮115相啮合，轻质齿条116的下端连接有浮球118，筒体111的顶端开设有能够伸出轻质齿条116的通口119；同时，还在筒体111的下端连接有排液管120，排液管120上设置有电磁阀121。
本实施例中的电源13设置在泥水接收箱8的旁侧，电源13上还连接有预警箱14，预警箱14的内部设置有无线通信模块(本处为现有技术，未具体说明)，无线通信模块将监测信息传输给终端。终端的值班人员能够快速将信息传递出去，从而达到快速预警的效果。
本实施例2在泥水接收箱8的旁侧设置有支架15，支架15的顶端设置有太阳能光伏板16，太阳能光伏板16上设置有雨水传感器，电源13固定在太阳能光伏板16的下表面，预警箱14设置在太阳能光伏板16下方的支架15上。并在支架15的下表面也设置有若干固定桩6，通过固定桩6将整个支架15固定。
最后，还在水平段802上开设有排污口，排污口上转动设置有密封底板17，密封底板17的下表面设置有转动件18，位于。排污口旁侧的水平段802下表面设置有电动伸缩杆19，电动伸缩杆19的端部与转动件18转动连。当电动伸缩杆19缩短可将密封底板17打开，然后将淤积的泥土排出，达到自清洁效果。
以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于雨量监测的泥石流预警装置，其特征在于，包括用于接收沿斜坡流下的雨水的导流板(1)，所述导流板(1)倾斜设置，并且导流板(1)的形状为上宽下窄的梯形，所述导流板(1)的下端开设有转动缺口，所述转动缺口中设置有转轴(2)，所述转轴(2)的圆周面上均匀设置有若干弧形扇叶(3)，所述转轴(2)的端部连接转速传感器(4)，位于所述转动缺口下方的导流板(1)上开设有多个排流孔(101)，位于所述导流板(1)的下方设置有安装底板(5)，所述安装底板(5)的下表面连接有多个固定桩(6)，所述安装底板(5)的上表面设置有若干支脚(7)，若干所述支脚(7)的上端连接有泥水接收箱(8)，所述泥水接收箱(8)的上端面敞口设置且与导流板(1)的下表面相连接，位于所述转动缺口下方的泥水接收箱(8)的底板包括倾斜段(801)和水平段(802)，所述倾斜段(802)位于所述弧形扇叶(3)的正下方，所述水平段(802)的泥水接收箱(8)后侧壁上设置有泥土量检测装置(9)；
其中，所述泥土量检测装置(9)包括固定在泥水接收箱(8)后侧壁上的安装板(901)，所述安装板(901)的上下两端均固定有连接板(902)，两个所述连接板(902)之间固定有电阻导棒(903)，所述电阻导棒(903)的下端连接有伸出泥水接收箱(8)的第一导线(904)，位于所述安装板(901)上方设置有伸出泥水接收箱(8)的第二导线(905)，所述第一导线(904)和第二导线(905)的端部均与单相电流表(12)、电源(13)相串联，所述第二导线(905)的下端连接有弹簧式导线(906)，所述弹簧式导线(906)的下端连接有推动板(907)，所述推动板(907)上连接有与电阻导棒(903)滑动接触的弧形金属滑环(908)，位于所述安装底板(5)下方的泥水接收箱(8)后侧壁上连接有横杆(909)，所述横杆(909)的前端连接有限位滑套(910)，所述限位滑套(910)中设置有轻质顶杆(911)，所述轻质顶杆(911)与推动板(907)处于同一直线设置，所述轻质顶杆(911)的下端连接有浮块(912)；
所述泥水接收箱(8)的一侧壁上设置有U型虹吸管(10)，所述U型虹吸管(10)伸入泥水接收箱(8)内部的下端与水平段(802)之间留有间隙，所述U型虹吸管(10)的外部下端连接有雨水流量监测装置(11)，所述电源(13)设置在泥水接收箱(8)的旁侧，所述电源(13)上还连接有预警箱(14)，所述预警箱(14)的内部设置有无线通信模块，所述无线通信模块将监测信息传输给终端。
2.根据权利要求1所述的一种基于雨量监测的泥石流预警装置，其特征在于，所述雨水流量监测装置(11)包括筒体(111)，所述筒体(111)的侧面开设有锯齿通道(112)，所述锯齿通道(112)上设置有半圆转槽(113)，所述半圆转动槽(113)中转动设置有齿轮(115)，所述齿轮(115)伸出半圆转槽(113)的外端设置有角度传感器(117)，所述锯齿通道(112)的侧面上设置有竖向滑轨(114)，所述竖向滑轨(114)上滑动设置有轻质齿条(116)，所述轻质齿条(116)的齿面与齿轮(115)相啮合，所述轻质齿条(116)的下端连接有浮球(118)，所述筒体(111)的顶端开设有能够伸出轻质齿条(116)的通口(119)。
3.根据权利要求2所述的一种基于雨量监测的泥石流预警装置，其特征在于，所述筒体(111)的下端连接有排液管(120)，所述排液管(120)上设置有电磁阀(121)。
4.根据权利要求1所述的一种基于雨量监测的泥石流预警装置，其特征在于，所述泥水接收箱(8)的旁侧设置有支架(15)，所述支架(15)的顶端设置有太阳能光伏板(16)，所述太阳能光伏板(16)上设置有雨水传感器，所述电源(13)固定在太阳能光伏板(16)的下表面，所述预警箱(14)设置在太阳能光伏板(16)下方的支架(15)上。
5.根据权利要求4所述的一种基于雨量监测的泥石流预警装置，其特征在于，所述支架(15)的下表面也设置有若干固定桩(6)。
6.根据权利要求1或4所述的一种基于雨量监测的泥石流预警装置，其特征在于，所述固定桩(6)为浇筑成型的倒锥形水泥块。
7.根据权利要求1所述的一种基于雨量监测的泥石流预警装置，其特征在于，所述水平段(802)上开设有排污口，所述排污口上转动设置有密封底板(17)，所述密封底板(17)的下表面设置有转动件(18)，位于所述排污口旁侧的水平段(802)下表面设置有电动伸缩杆(19)，所述电动伸缩杆(19)的端部与转动件(18)转动连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于雨量监测的泥石流预警装置，其特征在于，所述导流板(1)的倾斜角度为15～30°。
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