CN115684545A - 一种弃渣场的水土失稳警示装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水土保持技术领域，具体公开了一种弃渣场的水土失稳警示装置，包括警示杆主体，所述警示杆主体顶部位置处固定安装有雨量监测器，所述警示杆主体的外侧固定安装有数控电箱，所述警示杆主体的底部外侧固定安装有数控接收器，且所述数控接收器上连接有表层检测单元，且所述警示杆主体的底端位置处固定安装有插地杆主体，且所述插地杆主体的外侧固定安装有中层检测单元，所述插地杆主体的底端位置处固定安装有深层检测单元；本方案中，通过对应设置在警示杆主体和插地杆主体上的针对弃渣场各个涂层的检测单元，可以直观获取到监测区域的地稳数值，保证弃渣场的稳定性，减少应对反应时间。
Description
技术领域
本发明属于水土保持技术领域，具体涉及一种弃渣场的水土失稳警示装置及系统。
背景技术
弃渣场在水土保持方案编制中具有重要的意义，其中弃渣场选址应根据弃渣场容量、占地类型与面积、弃渣运距及道路建设、弃渣组成及排放方式、防护整治工程量及弃渣场后期利用等情况，经综合分析后确定。
具体的弃渣场在堆放使用时，极易由于地质变动、土质疏松、水土流失、雨量超标等情况，均会影响弃渣场堆放的稳定性，同时现有技术中的弃渣场失稳判定，一般是通过以下两种方式进行警示监测：
(1)通过分置定位的全站仪与定点监测主机的配合使用，当全站仪和主机之间出现信号偏移时，则会预警警报；
(2)通过场景的记录图像变化来发出预警，其中记录第一视角的图像，将对应图像录入到主机上，通过实时监控当前的情况，当监控影像与记录影像不一致时，则会预警警报。
上述的两种警示装置在使用时，均会由于监测地深层的塌陷，但渣场的土表结块支撑监测仪无变化时，不会出现预警提醒，为此我们提出一种应用于弃渣场的可以针对地层各个深度判定水土失稳的警示装置及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弃渣场的水土失稳警示装置及系统，以解决上述背景技术中提出的现有弃渣场，不便依据地层深度，进行全方位警示监测的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种弃渣场的水土失稳警示装置，包括警示杆主体，所述警示杆主体顶部位置处固定安装有雨量监测器，所述警示杆主体的外侧固定安装有数控电箱，所述警示杆主体的底部外侧固定安装有数控接收器，且所述数控接收器上连接有表层检测单元，且所述警示杆主体的底端位置处固定安装有插地杆主体，所述插地杆主体插设进土壤内部，且所述插地杆主体的外侧固定安装有中层检测单元，所述插地杆主体的底端位置处固定安装有深层检测单元。
进一步地，所述表层检测单元包括地密度测杆和传输结构，其中所述地密度测杆的顶端电性连接有传输结构，且所述传输结构连接在数控接收器的交互接口上。
进一步地，所述数控接收器的顶端外侧通过固定环固定安装有踏板结构。
进一步地，所述中层检测单元包括收纳支架、传感器支架、外扩支架和传感器结构，其中多个所述收纳支架分别通过外扩支架环形分布固定在插地杆主体的外侧，其中所述收纳支架的底端位置处转动安装有传感器支架，所述传感器支架的内部固定安装有传感器结构。
进一步地，所述传感器结构包括土壤ph监测传感器、土壤湿度传感器、土壤温度传感器和土壤电导度传感器。
进一步地，所述深层检测单元包括地测位移座，以及对应安装在插地杆主体端位置处的插地延伸杆，其中所述插地延伸杆的底端位置处固定安装有测量杆，所述测量杆的底端位置处固定安装有保持机构，且所述地测位移座的内部开设有供测量杆插设的位移测量腔，所述位移测量腔的顶壁开口的内侧壁上固定安装有与感应器相互配合使用的触发器，其中所述插地延伸杆的外侧固定安装有密封胶套，所述密封胶套固定安装在地测位移座的顶部位置处。
进一步地，所述保持机构包括对应安装在测量杆底端外侧的支撑台，其中所述支撑台的外侧固定安装有防护胶圈。
进一步地，所述测量杆的底端位置处固定安装有球形结构，其中位移测量腔的内底壁上开设有与球形结构配合使用的弧形转动槽。
进一步地，所述插地延伸杆的底端位置处固定安装有安装台，且所述测量杆的顶端位置处固定安装有与安装台配合使用的对接台，其中所述插地延伸杆、安装台和对接台均为中空结构。
基于上述弃渣场的水土失稳装置的基础上提出一种弃渣场的水土失稳警示系统，包括控制主机，所述控制主机通过传输单元接收各个检测单元上的检测数值，其中所述检测单元固定在警示杆主体上的数控电箱内部，
数控电箱与数控接收器电性连接，且数控接收器通过传输结构获取到地密度测杆上的检测数值，并将检测数值传输到数控电箱上；
数控电箱与传感器结构电性连接，传感器结构上获取到的检测数值直接传输到数控电箱上；
数控电箱与感应器电性连接，当地测位移座所在的地层发生偏移时，感应器接收到触发器的接触信号，并将接触信号作为检测数值传输到数控电箱上；
当控制主机接收到的检测数值超过阈定数值后，则直接发出水土失稳警示。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本方案中，通过对应设置在警示杆主体和插地杆主体上的针对弃渣场各个涂层的检测单元，可以直观获取到监测区域的地稳数值，保证弃渣场的稳定性，以及快速及时获取到弃渣场的警示数值，减少应对反应时间。
2、通过对应设置在数控接收器上的插设式地密度测杆，增加了装置的多种组合方式的使用。
3、通过设置在插地杆主体外侧的可伸展支架结构，增加了警示杆主体上的贴合检测范围，且一定程度上，可以增加装置对使用路段的兼容性。
4、通过设置在插地杆主体底端的深层检测单元，利用振动位移的原理，可以直观获取到弃渣场深层的检测数值。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明中装置的整体结构示意图；
图2为本发明中装置结构的局部爆炸示意图；
图3为本发明的地密度测杆结构示意图；
图4为本发明的收纳支架、传感器支架和传感器结构组合结构示意图；
图5为本发明的地测位移座剖面结构示意图；
图6为本发明的测量杆结构示意图；
图7为本发明中系统的流程示意图；
图中：1、警示杆主体；12、数控电箱；13、雨量监测器；2、插地杆主体；21、收纳支架；22、传感器支架；23、外扩支架；24、传感器结构；3、数控接收器；31、地密度测杆；32、传输结构；33、踏板结构；34、固定环；4、地测位移座；41、插地延伸杆；411、安装台；412、位移测量腔；413、触发器；42、测量杆；421、感应器； 422、对接台；423、支撑台；424、防护胶圈；425、球形结构；5、密封胶套。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1－图7，本发明提出的一种技术方案：一种弃渣场的水土失稳警示系统，包括控制主机，控制主机通过传输单元接收各个检测单元上的检测数值，其中检测单元固定在警示杆主体1上的数控电箱12内部，具体的监测方式，包括以下三种是数值的获取对比：
(1)数控电箱12与数控接收器3电性连接，且数控接收器3通过传输结构32获取到地密度测杆31上的检测数值，并将检测数值传输到数控电箱12上；
(2)数控电箱12与传感器结构24电性连接，传感器结构24上获取到的检测数值直接传输到数控电箱12上；
(3)数控电箱12与感应器421电性连接，当地测位移座4所在的地层发生偏移时，感应器421接收到触发器413的接触信号，并将接触信号作为检测数值传输到数控电箱12上；
当控制主机接收到的检测数值超过阈定数值后，则直接发出水土失稳警示。
需要补充的是传输单元可以包括远程通信的5G信号接收、无线、蓝牙等局域网连接方式。
利用本方案中的失稳警示系统，可以通过对应设置在警示杆主体 1和插地杆主体2上的针对弃渣场各个涂层的检测单元，可以直观获取到监测区域的地稳数值，保证弃渣场的稳定性，以及快速及时获取到弃渣场的警示数值，减少应对反应时间。
其中上述系统中涵盖的具体结构如下：一种弃渣场的水土失稳警示装置，包括警示杆主体1，警示杆主体1顶部位置处通过螺钉固定安装有雨量监测器13，警示杆主体1的外侧通过螺钉固定安装有数控电箱12，警示杆主体1的底部外侧固定安装有数控接收器3，且数控接收器3上连接有表层检测单元，且警示杆主体1的底端位置处固定安装有插地杆主体2，插地杆主体2插设进土壤内部，且插地杆主体2的外侧固定安装有中层检测单元，插地杆主体2的底端位置处固定安装有深层检测单元。
在表层检测单元中含有地密度测杆31和传输结构32，其中地密度测杆31的顶端电性连接有传输结构32，且传输结构32连接在数控接收器3的交互接口上，数控接收器3的顶端外侧通过固定环34 固定安装有踏板结构33。
在中层检测单元中含有收纳支架21、传感器支架22、外扩支架 23和传感器结构24，其中多个收纳支架21分别通过外扩支架23环形分布固定在插地杆主体2的外侧，其中收纳支架21的底端位置处转动安装有传感器支架22，传感器支架22的内部固定安装有传感器结构24，传感器结构24包括土壤ph监测传感器、土壤湿度传感器、土壤温度传感器和土壤电导度传感器。
在深层检测单元中含有地测位移座4，以及对应安装在插地杆主体2端位置处的插地延伸杆41，其中插地延伸杆41的底端位置处固定安装有测量杆42，测量杆42的底端位置处固定安装有保持机构，且地测位移座4的内部开设有供测量杆42插设的位移测量腔412，位移测量腔412的顶壁开口的内侧壁上固定安装有与感应器421相互配合使用的触发器413，其中插地延伸杆41的外侧固定安装有密封胶套5，密封胶套5固定安装在地测位移座4的顶部位置处，保持机构包括对应安装在测量杆42底端外侧的支撑台423，其中支撑台423的外侧固定安装有防护胶圈424，测量杆42的底端位置处固定安装有球形结构425，其中位移测量腔412的内底壁上开设有与球形结构 425配合使用的弧形转动槽，插地延伸杆41的底端位置处固定安装有安装台411，且测量杆42的顶端位置处固定安装有与安装台411 配合使用的对接台422。
实施例一
此类弃渣场的水土失稳警示装置在需要安装检测单元时，需先对弃渣场的整体情况进行分析，当需要使用浅层土壤监控时，则直接将警示杆主体1定位插设在需要监控的部分，并将多个地密度测杆31 分布在警示杆主体1的周边位置处，下插土层，并将传输结构32与数控接收器3连接，当地密度测杆31上检测数值发生变化时，则直接通知控制主机，发出警示信号。
需要补充的是地密度测杆31的型号可选用TJSD-450的土壤紧实度仪。
实施例二
基于上述操作的技术基础上，需要对土壤的中层结构进行检测时，则是在安装警示杆主体1时，直接通过外展传感器支架22，将传感器支架22上携带的传感器结构24可以与同层次的土壤层接触，当传感器结构24上的检测数值发生变化时，则直接将变化数值传输到数控电箱12上，同理数控电箱12将对应数值传输到控制主机上与预定的监控数值比对，当控制主机上，检测数值超过或低于监控数值时，则发出警示信号。
需要注意的是传感器结构24中涵盖的传感器包括土壤ph监测传感器、土壤湿度传感器、土壤温度传感器和土壤电导度传感器之一或多个的相互组合使用，其中获取到的土壤数值，还可以用于对中层种植土壤的改良做出数值参考。
同时针对上述四种传感器型号的选用，至少一种包括土壤ph监测传感器天合环境TH-PH485；土壤湿度传感器智拓i500-TWS；土壤温度传感器RS485/4-20mA；以及土壤电导度传感器FDS-111，其中上述型号不是唯一指定型号。
实施例三
基于上述操作的技术基础上，需要对土壤的深层结构进行检测时，则在安装插地杆主体2时，将插地延伸杆41旋合固定在插地杆主体2的底端，并将地测位移座4深层次的置入弃渣场位置的最底部，当地测位移座4所在区域塌陷或者位移时，位移测量腔412内部的触发器413则会与感应器421的区域接触，当感应器421接收到接触信号后，则直接作出位移信号反应，将反应信号传输到数控电箱12上，并通过传输单元传输到控制主机上，实现对土壤深层的位置监控。
需要补充的是当地测位移座4受力偏移时，位移测量腔412将沿着球形结构425偏移转动，使得触发器413更容易与感应器421接触，具体的结构中，防护胶圈424可以作为辅助贴合的防护结构使用。其中插地延伸杆41、安装台411和对接台422内部的中空结构，是用于连接线的走线。
其中弃渣场堆置要素主要包括：容量、台阶高度与堆置总高度、平台宽度、综合坡度等。
容量计算公式如下：
其中V是弃渣的松方量(m3)；Vo为弃渣自然方量(m3)；Ks是岩土的初始松散系数；Kc为渣体沉降系数。
在获取上述数值中，可以直接通过中层检测单元的传感器获取到对应数值，并以此来计算得到标准的监控阈定数值。
需要补充的是感应器421是利用电磁感应高频振荡型，其具体的类型可以选用金属接触式传感器，当感应器421接收到触发器413的贴合信号时，则对应产生阻断或干扰信号，此部分做出警示信号发出。
且密封胶套5是用于保护装置的元件部分，防止安装部分的湿度、温度等影响感应器421传导和检测。
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 (10)
1.一种弃渣场的水土失稳警示装置，包括警示杆主体(1)，所述警示杆主体(1)顶部位置处固定安装有雨量监测器(13)，所述警示杆主体(1)的外侧固定安装有数控电箱(12)，其特征在于：所述警示杆主体(1)的底部外侧固定安装有数控接收器(3)，且所述数控接收器(3)上连接有表层检测单元，且所述警示杆主体(1)的底端位置处固定安装有插地杆主体(2)，所述插地杆主体(2)插设进土壤内部，且所述插地杆主体(2)的外侧固定安装有中层检测单元，所述插地杆主体(2)的底端位置处固定安装有深层检测单元。
2.根据权利要求1所述的一种弃渣场的水土失稳警示装置，其特征在于：所述表层检测单元包括地密度测杆(31)和传输结构(32)，其中所述地密度测杆(31)的顶端电性连接有传输结构(32)，且所述传输结构(32)连接在数控接收器(3)的交互接口上。
3.根据权利要求2所述的一种弃渣场的水土失稳警示装置，其特征在于：所述数控接收器(3)的顶端外侧通过固定环(34)固定安装有踏板结构(33)。
4.根据权利要求1所述的一种弃渣场的水土失稳警示装置，其特征在于：所述中层检测单元包括收纳支架(21)、传感器支架(22)、外扩支架(23)和传感器结构(24)，其中多个所述收纳支架(21)分别通过外扩支架(23)环形分布固定在插地杆主体(2)的外侧，其中所述收纳支架(21)的底端位置处转动安装有传感器支架(22)，所述传感器支架(22)的内部固定安装有传感器结构(24)。
5.根据权利要求4所述的一种弃渣场的水土失稳警示装置，其特征在于：所述传感器结构(24)包括土壤ph监测传感器、土壤湿度传感器、土壤温度传感器和土壤电导度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种弃渣场的水土失稳警示装置，其特征在于：所述深层检测单元包括地测位移座(4)，以及对应安装在插地杆主体(2)端位置处的插地延伸杆(41)，其中所述插地延伸杆(41)的底端位置处固定安装有测量杆(42)，所述测量杆(42)的底端位置处固定安装有保持机构，且所述地测位移座(4)的内部开设有供测量杆(42)插设的位移测量腔(412)，所述位移测量腔(412)的顶壁开口的内侧壁上固定安装有与感应器(421)相互配合使用的触发器(413)，其中所述插地延伸杆(41)的外侧固定安装有密封胶套(5)，所述密封胶套(5)固定安装在地测位移座(4)的顶部位置处。
7.根据权利要求1所述的一种弃渣场的水土失稳警示装置，其特征在于：所述保持机构包括对应安装在测量杆(42)底端外侧的支撑台(423)，其中所述支撑台(423)的外侧固定安装有防护胶圈(424)。
8.根据权利要求7所述的一种弃渣场的水土失稳警示装置，其特征在于：所述测量杆(42)的底端位置处固定安装有球形结构(425)，其中位移测量腔(412)的内底壁上开设有与球形结构(425)配合使用的弧形转动槽。
9.根据权利要求6所述的一种弃渣场的水土失稳警示装置，其特征在于：所述插地延伸杆(41)的底端位置处固定安装有安装台(411)，且所述测量杆(42)的顶端位置处固定安装有与安装台(411)配合使用的对接台(422)，其中所述插地延伸杆(41)、安装台(411)和对接台(422)均为中空结构。
10.一种弃渣场的水土失稳警示系统，包括控制主机，其特征在于：所述控制主机通过传输单元接收各个检测单元上的检测数值，其中所述检测单元固定在警示杆主体(1)上的数控电箱(12)内部，
数控电箱(12)与数控接收器(3)电性连接，且数控接收器(3)通过传输结构(32)获取到地密度测杆(31)上的检测数值，并将检测数值传输到数控电箱(12)上；
数控电箱(12)与传感器结构(24)电性连接，传感器结构(24)上获取到的检测数值直接传输到数控电箱(12)上；
数控电箱(12)与感应器(421)电性连接，当地测位移座(4)所在的地层发生偏移时，感应器(421)接收到触发器(413)的接触信号，并将接触信号作为检测数值传输到数控电箱(12)上；
当控制主机接收到的检测数值超过阈定数值后，则直接发出水土失稳警示。
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