CN117619806A - 一种海岸侵蚀监测设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海岸侵蚀监测技术领域，公开了一种海岸侵蚀监测设备及其方法，包括海岸侵蚀监测设备，包括底座机构，底座机构的上端固定安装有支撑机构，底座机构的上端的四角均安装有压强测量器；支撑机构的上端安装有安装机构；支撑机构包括固定安装在底座机构上端的外套筒和开设在外套筒外周的螺旋槽；第一固定块和第二固定块之间共同连接有弹性螺纹杆；第二固定块的下端固定安装有悬浮盘；当海水淹过底座机构和外套筒，悬浮盘、第二固定块沿着螺旋槽螺旋式上升，可将海底的沉积物、漂浮物甩远，极大程度上保证了数据准确性。

Description

一种海岸侵蚀监测设备及其方法

技术领域

本发明涉及海岸侵蚀监测技术领域，具体为一种海岸侵蚀监测设备及其方法。

背景技术

海岸侵蚀是指海岸在海洋动力作用下，沿岸供砂少于沿岸失砂而引起的海岸后退的破坏性过程。狭义的海岸侵蚀仅指自然海岸的侵蚀后退过程；广义的海岸侵蚀除自然海岸的侵蚀外，还包括人为对海岸的破坏。引起海岸侵蚀作用的自然因素主要有两方面：其一，海洋动力作用增强，海水运动过程中产生的潮流、波浪等造成海岸侵蚀；其二，全球变暖导致海平面上升。现在人为破坏基本已被全面监管，极少存在上述问题。但由于海岸线较长，自动监测设备还不足。

2023年9月19日中国专利CN219714378U，公开了一种新型海岸侵蚀监测标志桩，包括基座，所述基座固定埋设于海岸之上；所述基座上固定设置有桩体，所述桩体内部中空且外壁竖直开设有进水通孔，所述进水通孔处设置有用于过滤海沙的过滤机构；所述桩体内部设置有用于实时监测所述桩体内部水位的水位监测仪；所述桩体上方设置有用于实时监测所述桩体所处位置风向及风速的风向风速仪；所述桩体上方还设置有数据收发机构，所述数据收发机构用于将所述水位监测仪及风向风速仪的监测数据发送至外部终端。水位监测仪能够监测桩体内的水位，风向风速仪能够监测标志桩所处位置的风向及风速，帮助工作人员判断海岸侵蚀的情况、分析形成海岸侵蚀的原因。

上述专利通过压强测量器来检测海水的压强，但是影响压强的因素有很多，当海水中掺杂有固态悬浮物，压强测量器测量的数据则会与真实数据产生偏差，现有技术中没有设置用于去除漂浮物的机构，影响监测数据的准确性。

所以我们提出了一种海岸侵蚀监测设备及其方法，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海岸侵蚀监测设备及其方法，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海岸侵蚀监测设备，包括底座机构，所述底座机构的上端固定安装有支撑机构，所述底座机构的上端的四角均安装有压强测量器；

所述支撑机构的上端安装有安装机构；

所述支撑机构包括固定安装在所述底座机构上端的外套筒和开设在所述外套筒外周的螺旋槽；

所述外套筒的外周设置有剪切机构，所述剪切机构包括固定安装在所述外套筒外周的第一固定块和滑动安装在所述螺旋槽中的第二固定块，所述第一固定块和所述第二固定块之间共同连接有弹性螺纹杆；

所述第二固定块的下端固定安装有悬浮盘，所述悬浮盘的剖面为梯形结构，其中部与所述外套筒滑动连接。

优选的，所述底座机构包括固定安装在所述外套筒下端的底板、固定安装在所述底板下端的插柱和开设在所述底板上端的第一槽体，所述第一槽体与所述外套筒内腔相互连通，所述底板的上端固定安装有安装块，所述安装块的上端安装有平衡板。

优选的，所述安装机构包括固定安装在所述外套筒上端的支撑柱、固定安装在所述支撑柱上端的太阳能板，所述支撑柱的上端固定安装有立杆，所述立杆的上端转动安装有风向标，所述支撑柱上还安装有数据收发机构。

优选的，所述剪切机构还包括设置在所述外套筒内部的内套筒、安装在所述内套筒外周的滑动套筒，所述滑动套筒与所述第二固定块固定连接。

优选的，所述剪切机构还包括开设在所述内套筒外周的往复螺纹槽，所述滑动套筒通过所述往复螺纹槽与所述内套筒螺纹连接，所述滑动套筒远离所述第二固定块的一端固定安装有第三固定块，所述第三固定块上开设有第一通孔，所述弹性螺纹杆呈椭圆形结构，所述弹性螺纹杆两端的直径小于中部的直径。

优选的，所述外套筒上设置有驱动机构，所述驱动机构包括固定安装在所述外套筒上端的电机、安装在所述电机输出端的转轴、固定安装在所述转轴一端的第一齿轮和固定安装在所述第一齿轮一侧的第二齿轮，所述第二齿轮与所述内套筒外壁固定连接。

优选的，所述外套筒的内部设置有冲刷机构，所述冲刷机构包括固定安装在所述滑动套筒一端的连接套筒、固定安装在所述连接套筒一端的活塞头和固定安装在所述活塞头一端的加固块，所述连接套筒滑动安装在所述内套筒的外周。

优选的，所述支撑机构还包括开设在外套筒下端侧壁上的第一孔洞、安装在所述外套筒外周的波纹管和开设在所述外套筒上端侧壁上的第二孔洞，所述波纹管与所述第一孔洞相连通，所述波纹管的一端固定安装有喷头，所述喷头与所述压强测量器相适配。

优选的，所述冲刷机构设置有两个，两个所述冲刷机构分别安装在所述滑动套筒的上下两端，两个所述活塞头之间共同连接有中空管，两个所述活塞头上均开设有单向阀，所述中空管与所述第一通孔穿插连接，还与两个所述单向阀相连通。

本发明还公开了一种海岸侵蚀监测设备的监测方法，其中：包括以下步骤：

S01：插柱插在海岸线上，对底板、外套筒进行固定；

S02：开启压强测量器，海水淹过底座机构和外套筒，压强测量器实时监测海水压强，悬浮盘、第二固定块沿着螺旋槽螺旋式上升，弹性螺纹杆转动并伸缩，对海带等杂物进行剪切粉碎，甩走支撑机构附近的海带、杂质等垃圾；

S03：开启电机，转轴、第一齿轮、第二齿轮、内套筒转动，滑动套筒自动沿着内套筒和螺旋槽上下往复运动；

S04：活塞头上下运动，空气和上端干净的海水从第一通孔、单向阀、中空管进入外套筒下端的空间内，通过波纹管、喷头喷在压强测量器上，吹走压强测量器表面的杂物，用于减轻压强测量器除去液体以外的重力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、当海水淹过底座机构和外套筒，悬浮盘、第二固定块沿着螺旋槽螺旋式上升，可甩走支撑机构附近的海带、杂质等垃圾，弹性螺纹杆转动并伸缩，可对海带等杂物进行剪切粉碎，减少杂物的附着，弹性螺纹杆设置在外套筒的外周，可对外套筒起到防护的作用，减少较大的杂物堵塞螺旋槽，还减弱海水冲击力，对本装置起到了加固的作用，旋转式上升悬浮盘可产生离心力，可将海底的沉积物、漂浮物甩远，减少压强测量器在监测时，沉积物、漂浮物堆积在其上端，极大程度上保证了数据准确性。

2、开启电机，转轴、第一齿轮、第二齿轮转动，与第二齿轮连接的内套筒转动，滑动套筒即可沿着内套筒和螺旋槽上下往复运动，弹性螺纹杆可长时间进行伸缩，可自主控制，增加了弹性螺纹杆转动的时长，保证了海水在退潮之前能持续地进行阻挡海带的作用，进一步地减少了压强测量器在监测时，沉积物、漂浮物堆积在其上端。

3、滑动套筒在上下运动的过程中，活塞头也上下运动，在外套筒中形成活塞运动，活塞头往下运动，气流从第一孔洞喷出，通过波纹管、喷头喷在压强测量器上，吹走底板表面的杂物，减轻压强测量器除去液体以外的重力，进一步地增加了压强测量器检测的准确性。

4、两个活塞头向上运动的过程中，上端的活塞头可将进入外套筒内部的海水排出，可排除大部分的海水，两个活塞头向下运动的过程中，空气和上端干净的海水从第一通孔、第一个单向阀、中空管、第二个单向阀进入外套筒下端的空间内，通过波纹管、喷头喷在压强测量器上，吹走底板表面的杂物，去除效果好，喷头不易堵塞，使用效果好。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体俯视图；

图3为本发明的图2中A-A截面图；

图4为本发明的支撑机构结构示意图；

图5为本发明的剪切机构结构示意图；

图6为本发明的图2中B-B截面图；

图7为本发明的冲刷机构结构示意图；

图8为本发明的图3中C处放大图。

图中：1、底座机构；11、底板；12、插柱；13、第一槽体；14、压强测量器；15、安装块；16、平衡板；2、支撑机构；21、外套筒；22、螺旋槽；23、第一孔洞；24、波纹管；25、喷头；26、第二孔洞；3、安装机构；31、支撑柱；32、太阳能板；33、立杆；34、风向标；35、数据收发机构；4、剪切机构；41、内套筒；42、往复螺纹槽；43、滑动套筒；44、第一固定块；45、第二固定块；46、弹性螺纹杆；47、第三固定块；48、第一通孔；5、冲刷机构；51、连接套筒；52、活塞头；53、加固块；54、中空管；55、单向阀；6、悬浮盘；7、驱动机构；71、电机；72、转轴；73、第一齿轮；74、第二齿轮。

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做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。

实施例一：请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：一种海岸侵蚀监测设备，包括底座机构1，底座机构1安装在海岸上，底座机构1的上端固定安装有支撑机构2，底座机构1的上端的四角均安装有压强测量器14，压强测量器14的型号为MS5837，支撑机构2的内部还设置有水位监测仪，水位监测仪为压力式水位计，压力式水位计通过导线与压强测量器14电连接，压强测量器14能够实时监测底座机构1上端面受到的压强。

支撑机构2的上端安装有安装机构3。

支撑机构2包括固定安装在底座机构1上端的外套筒21和开设在外套筒21外周的螺旋槽22，螺旋槽22的长度小于外套筒21的长度，螺旋槽22的最底端高于外套筒21的最底端。

外套筒21的外周设置有剪切机构4，剪切机构4包括固定安装在外套筒21外周的第一固定块44和滑动安装在螺旋槽22中的第二固定块45，第一固定块44和第二固定块45之间共同连接有弹性螺纹杆46。

第二固定块45的下端固定安装有悬浮盘6，悬浮盘6的直径小于相对两个压强测量器14之间的距离，悬浮盘6的剖面为梯形结构，其中部与外套筒21滑动连接。

初始状态下，第二固定块45位于螺旋槽22的下端，悬浮盘6设置在第二固定块45的下端，且位于四个压强测量器14的上端，海水中的沉积物、漂浮物对接在悬浮盘6上。

当海水淹过底座机构1和外套筒21，悬浮盘6悬浮在海面上，随着海平面的上升，由下到上升起，第二固定块45沿着螺旋槽22螺旋式上升，悬浮盘6也呈旋转式上升，可甩走支撑机构2附近的海带、杂质等垃圾。

第二固定块45、悬浮盘6上升的过程中可带动弹性螺纹杆46转动并伸缩，可对海带等杂物进行剪切粉碎，减少杂物的附着，弹性螺纹杆46设置在外套筒21的外周，可对外套筒21起到防护的作用，减少较大的杂物堵塞螺旋槽22，还减弱海水冲击力，对本装置起到了加固的作用。

旋转式上升悬浮盘6可产生离心力，可将海底的沉积物、漂浮物甩远，减少压强测量器14在监测时，沉积物、漂浮物堆积在其上端，极大程度上保证了数据准确性。

海水退潮后，弹性螺纹杆46的回弹力可带动第二固定块45、悬浮盘6复位。

实施例二：请参阅图1-图4，底座机构1包括固定安装在外套筒21下端的底板11、固定安装在底板11下端的插柱12和开设在底板11上端的第一槽体13，第一槽体13与外套筒21内腔相互连通。

插柱12插在海岸线上，可对底板11、外套筒21起到加固的作用，保证了装置的稳定性，通过设置第一槽体13，当有沙子通过螺旋槽22进入外套筒21中后，可通过第一槽体13排出。

底板11的上端固定安装有安装块15，安装块15的上端安装有平衡板16，安装块15设置有多个，多个安装块15等距设置，用于支撑平衡板16，平衡板16长度大于底板11，安装在地面上，可对底板11起到稳固的作用。

安装机构3包括固定安装在外套筒21上端的支撑柱31、固定安装在支撑柱31上端的太阳能板32，可将太阳能转化成电力，为本装置进行供电，支撑柱31的上端固定安装有立杆33，立杆33的上端转动安装有风向标34，可判断海岸处的风向，支撑柱31上还安装有数据收发机构35，数据收发机构35与水位监测仪、压强测量器14电连接，保证数据之间的连接和准确性。

实施例三：请参阅图1、图3和图5，剪切机构4还包括设置在外套筒21内部的内套筒41、安装在内套筒41外周的滑动套筒43，滑动套筒43与第二固定块45固定连接。

第二固定块45、悬浮盘6上升的过程中，滑动套筒43沿着内套筒41向上运动，保证了第二固定块45转动的稳定性，不易偏离于圆心。

弹性螺纹杆46呈椭圆形结构，弹性螺纹杆46两端的直径小于中部的直径，增加了弹性螺纹杆46的弹性，弹性螺纹杆46在伸缩时，第二固定块45和第一固定块44之间的行程较大，剪切范围大，防护性大大增加。

实施例四：请参阅图3-图6、图8，剪切机构4还包括开设在内套筒41外周的往复螺纹槽42，往复螺纹槽42为两条螺距相同，旋向相反的螺纹槽，两端闭合连接，滑动套筒43的内部上开设有与往复螺纹槽42互相配合的螺纹槽，往复螺纹槽42的高度小于螺旋槽22的高度，滑动套筒43通过往复螺纹槽42与内套筒41螺纹连接。

外套筒21上设置有驱动机构7，驱动机构7包括固定安装在外套筒21上端的电机71、安装在电机71输出端的转轴72、固定安装在转轴72一端的第一齿轮73和固定安装在第一齿轮73一侧的第二齿轮74，第二齿轮74与内套筒41外壁固定连接。

开启电机71，转轴72、第一齿轮73、第二齿轮74转动，与第二齿轮74连接的内套筒41转动，滑动套筒43即可沿着内套筒41和螺旋槽22上下往复运动，弹性螺纹杆46可长时间进行伸缩，可自主控制，增加了弹性螺纹杆46转动的时长，保证了海水在退潮之前能持续地进行阻挡海带的作用，进一步地减少了压强测量器14在监测时，沉积物、漂浮物堆积在其上端。

实施例五：请参阅图3-图7，外套筒21的内部设置有冲刷机构5，冲刷机构5包括固定安装在滑动套筒43一端的连接套筒51、固定安装在连接套筒51一端的活塞头52和固定安装在活塞头52一端的加固块53，连接套筒51滑动安装在内套筒41的外周。

支撑机构2还包括开设在外套筒21下端侧壁上的第一孔洞23、安装在外套筒21外周的波纹管24和开设在外套筒21上端侧壁上的第二孔洞26，波纹管24与第一孔洞23相连通，波纹管24的一端固定安装有喷头25，喷头25的位置与压强测量器14相适配。

滑动套筒43在上下运动的过程中，活塞头52也上下运动，在外套筒21中形成活塞运动，活塞头52往下运动，气流从第一孔洞23喷出，通过波纹管24、喷头25喷在压强测量器14上，吹走底板11表面的杂物，减轻压强测量器14除去液体以外的重力，进一步地增加了压强测量器14检测的准确性。

实施例六：请参阅图5-图8，滑动套筒43远离第二固定块45的一端固定安装有第三固定块47，第三固定块47上开设有第一通孔48。

冲刷机构5设置有两个，两个冲刷机构5分别安装在滑动套筒43的上下两端，滑动套筒43在上下运动的过程中同时，两个活塞头52同时上下运动，在弹性螺纹杆46的作用下，外套筒21外周的海水较为干净。

两个活塞头52之间共同连接有中空管54，两个活塞头52上均开设有单向阀55，下中空管54与第一通孔48穿插连接，还与两个单向阀55相连通。

两个活塞头52向上运动的过程中，上端的活塞头52可将进入外套筒21内部的海水排出，可排除大部分的海水，两个活塞头52向下运动的过程中，空气和上端干净的海水从第一通孔48、单向阀55、中空管54、单向阀55进入外套筒21下端的空间内，通过波纹管24、喷头25喷在压强测量器14上，吹走底板11表面的杂物，去除效果好，喷头25不易堵塞，使用效果好。

本实施例还公开了一种海岸侵蚀监测设备的监测方法：包括以下步骤：

步骤一：插柱12插在海岸线上，对底板11、外套筒21进行固定；

步骤二：开启压强测量器14，海水淹过底座机构1和外套筒21，压强测量器14实时监测海水压强，悬浮盘6、第二固定块45沿着螺旋槽22螺旋式上升，弹性螺纹杆46转动并伸缩，对海带等杂物进行剪切粉碎，甩走支撑机构2附近的海带、杂质等垃圾；

步骤三：开启电机71，转轴72、第一齿轮73、第二齿轮74、内套筒41转动，滑动套筒43自动沿着内套筒41和螺旋槽22上下往复运动；

步骤四：活塞头52上下运动，空气和上端干净的海水从第一通孔48、单向阀55、中空管54、单向阀55进入外套筒21下端的空间内，通过波纹管24、喷头25喷在压强测量器14上，吹走压强测量器14表面的杂物，用于减轻压强测量器14除去液体以外的重力。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (10)

1.一种海岸侵蚀监测设备，包括底座机构（1），所述底座机构（1）的上端固定安装有支撑机构（2），所述底座机构（1）的上端的四角均安装有压强测量器（14）；

其特征在于，所述支撑机构（2）的上端安装有安装机构（3）；

所述支撑机构（2）包括固定安装在所述底座机构（1）上端的外套筒（21）和开设在所述外套筒（21）外周的螺旋槽（22）；

所述外套筒（21）的外周设置有剪切机构（4），所述剪切机构（4）包括固定安装在所述外套筒（21）外周的第一固定块（44）和滑动安装在所述螺旋槽（22）中的第二固定块（45），所述第一固定块（44）和所述第二固定块（45）之间共同连接有弹性螺纹杆（46）；

所述第二固定块（45）的下端固定安装有悬浮盘（6），所述悬浮盘（6）的剖面为梯形结构，其中部与所述外套筒（21）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种海岸侵蚀监测设备，其特征在于：所述底座机构（1）包括固定安装在所述外套筒（21）下端的底板（11）、固定安装在所述底板（11）下端的插柱（12）和开设在所述底板（11）上端的第一槽体（13），所述第一槽体（13）与所述外套筒（21）内腔相互连通，所述底板（11）的上端固定安装有安装块（15），所述安装块（15）的上端安装有平衡板（16）。

3.根据权利要求2所述的一种海岸侵蚀监测设备，其特征在于：所述安装机构（3）包括固定安装在所述外套筒（21）上端的支撑柱（31）、固定安装在所述支撑柱（31）上端的太阳能板（32），所述支撑柱（31）的上端固定安装有立杆（33），所述立杆（33）的上端转动安装有风向标（34），所述支撑柱（31）上还安装有数据收发机构（35）。

4.根据权利要求3所述的一种海岸侵蚀监测设备，其特征在于：所述剪切机构（4）还包括设置在所述外套筒（21）内部的内套筒（41）、安装在所述内套筒（41）外周的滑动套筒（43），所述滑动套筒（43）与所述第二固定块（45）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种海岸侵蚀监测设备，其特征在于：所述剪切机构（4）还包括开设在所述内套筒（41）外周的往复螺纹槽（42），所述滑动套筒（43）通过所述往复螺纹槽（42）与所述内套筒（41）螺纹连接，所述滑动套筒（43）远离所述第二固定块（45）的一端固定安装有第三固定块（47），所述第三固定块（47）上开设有第一通孔（48），所述弹性螺纹杆（46）呈椭圆形结构，所述弹性螺纹杆（46）两端的直径小于中部的直径。

6.根据权利要求5所述的一种海岸侵蚀监测设备，其特征在于：所述外套筒（21）上设置有驱动机构（7），所述驱动机构（7）包括固定安装在所述外套筒（21）上端的电机（71）、安装在所述电机（71）输出端的转轴（72）、固定安装在所述转轴（72）一端的第一齿轮（73）和固定安装在所述第一齿轮（73）一侧的第二齿轮（74），所述第二齿轮（74）与所述内套筒（41）外壁固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种海岸侵蚀监测设备，其特征在于：所述外套筒（21）的内部设置有冲刷机构（5），所述冲刷机构（5）包括固定安装在所述滑动套筒（43）一端的连接套筒（51）、固定安装在所述连接套筒（51）一端的活塞头（52）和固定安装在所述活塞头（52）一端的加固块（53），所述连接套筒（51）滑动安装在所述内套筒（41）的外周。

8.根据权利要求7所述的一种海岸侵蚀监测设备，其特征在于：所述支撑机构（2）还包括开设在外套筒（21）下端侧壁上的第一孔洞（23）、安装在所述外套筒（21）外周的波纹管（24）和开设在所述外套筒（21）上端侧壁上的第二孔洞（26），所述波纹管（24）与所述第一孔洞（23）相连通，所述波纹管（24）的一端固定安装有喷头（25），所述喷头（25）与所述压强测量器（14）相适配。

9.根据权利要求8所述的一种海岸侵蚀监测设备，其特征在于：所述冲刷机构（5）设置有两个，两个所述冲刷机构（5）分别安装在所述滑动套筒（43）的上下两端，两个所述活塞头（52）之间共同连接有中空管（54），两个所述活塞头（52）上均开设有单向阀（55），所述中空管（54）与所述第一通孔（48）穿插连接，还与两个所述单向阀（55）相连通。

10.基于权利要求9所述的一种海岸侵蚀监测设备的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01：插柱（12）插在海岸线上，对底板（11）、外套筒（21）进行固定；

S02：开启压强测量器（14），海水淹过底座机构（1）和外套筒（21），压强测量器（14）实时监测海水压强，悬浮盘（6）、第二固定块（45）沿着螺旋槽（22）螺旋式上升，弹性螺纹杆（46）转动并伸缩，对海带等杂物进行剪切粉碎，甩走支撑机构（2）附近的海带、杂质等垃圾；

S03：开启电机（71），转轴（72）、第一齿轮（73）、第二齿轮（74）、内套筒（41）转动，滑动套筒（43）自动沿着内套筒（41）和螺旋槽（22）上下往复运动；

S04：活塞头（52）上下运动，空气和上端干净的海水从第一通孔（48）、单向阀（55）、中空管（54）进入外套筒（21）下端的空间内，通过波纹管（24）、喷头（25）喷在压强测量器（14）上，吹走压强测量器（14）表面的杂物，用于减轻压强测量器（14）除去液体以外的重力。