CN208474954U - 天然气管道周边滑坡监测桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气管道周边滑坡监测桩，包括设置在桩体上的GPS定位器、风力发电机和贴覆在桩体表面的太阳能电池板，太阳能电池板与太阳能蓄电池的太阳能蓄电输入端连接；风力发电机与风能蓄电池连接；太阳能蓄电池的太阳能输出端、风能蓄电池风能输出端均经供电控制电路分别向燃气泄漏感应装置、GPS定位器供电；燃气泄漏感应装置设置有气体传感器和报警控制器，气体传感器与报警控制器连接；报警控制器设置有计时器，报警控制器与断电执行器连接，断电执行器设置在供电电路上。对管道周边的滑坡情况和天然气浓度进行监测，同时可在环境天然气浓度超过设定值时，实现自动断电，以防止监测桩元器件引起天然气的燃爆，提高监测桩安全性。

Description

天然气管道周边滑坡监测桩

技术领域

本实用新型涉及滑坡监测装置领域，具体涉及一种天然气管道周边滑坡监测桩。

背景技术

未经发现的山体滑坡通常会给人们带来较为严重的损失，特别是天然气输送管道，在设计布置方面，位置一般选择比较偏僻，这些地方一旦发生滑坡，很难被人发现。

在现有技术中，通过在山上固定设置GPS，当发生滑坡等情况时，进行报警。然而对于GPS，由于需要长期供电，而设置在上体上，更换电池需要耗费大量的人力物力。但对于安装电源线来说，一旦发生燃气泄漏，由于电源的存在，又容易引发火灾等事故。

那么对于这种既需要供电，又需要在发生泄漏时，及时断开电源的特殊环境，急需一种机构和装置，来解决上述问题，满足人们的需求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种天然气管道周边滑坡监测桩，可以对周边环境进行滑坡监测，同时可监测周边天然气浓度，并做出相应反应，避免监测桩引燃泄漏天然气，提高燃气输送可靠性。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种天然气管道周边滑坡监测桩，包括桩体，该桩体上设有GPS定位器，其关键技术在于：在所述桩体表面贴覆有太阳能电池板，所述太阳能电池板与太阳能蓄电池的太阳能蓄电输入端连接；

在所述桩体顶部设置有风力发电机，该风力发电机与风能蓄电池连接；

所述太阳能蓄电池的太阳能输出端、所述风能蓄电池风能输出端均经供电控制电路分别向燃气泄漏感应装置、GPS定位器供电；

所述燃气泄漏感应装置设置有气体传感器和报警控制器，其中气体传感器的感应输出端与所述报警控制器的泄露检测输入端连接；所述报警控制器设置有计时器，所述报警控制器的断电控制端与断电执行器连接，所述断电执行器设置在所述供电电路上。

采用以上结构，充分利用太阳能和风能，将风能利用，有效避免了由于树荫或者晚上光照不足的情况下，太阳能利用率低的情况，有利于延长监测桩的供电周期，避免经常更换电池，同时通过燃气泄漏感应器，首先可对管道周围的天然气含量起到正常监测，同时通过控制器与供电电路相连，通过断电执行器实现断电保护，避免管道断裂，天然气大量泄漏时，电子设备的运行引燃引爆的情况发生，从而提高检测桩的安全性。

为了实现报警，还设置有无线报警器，实现远程报警。

并且在发生滑坡时，可以第一时间将报警信号发出去。同时在滑坡过程中，检测发生燃气泄漏后，切断供电电源。保证报警发出的同时，提高了燃气输送安全性，并及时远程提醒工作人员及时停止输送燃气。

并且通过设置计时器，设定太阳能蓄电池、风能蓄电池的供电时间，实现交替供电。保证了供电量的供应需求。

进一步的，所述太阳能电池板表面覆盖有防尘罩，防尘罩为透明材料，在所述防尘罩上布置有防尘电极，所述防尘电极由所述风能蓄电池供电。所述防尘电极包括第一组电极和第二组电极，两组电极依次交替，平行设置，且由两相电分别供电。每一组电极整体呈梳齿状。

采用除尘设备，在风能蓄电池供电时，进行除尘，通过风能供电，提高太阳能利用率。

再进一步的，所述风力发电机设置在风力发电塔架顶部的风仓内，所述风力发电机由从动轴驱动，所述从动轴穿出所述风仓与扇叶连接；所述风能蓄电池设置在所述桩体内。利用风能，实现白天晚上均有电能产生。结构小巧，便于安装。

为了使采集的数据正常传输，在所述燃气泄漏感应装置的感应输出端与所述报警控制器的泄露检测输入端之间设置有信号放大模块、模数转换模块。

再进一步的，所述断电执行器设置有第一三极管G1；所述供电电路设置有第二三极管G2、第三三极管G3；所述第二三极管G2的集电极与所述太阳能蓄电池的太阳能输出端连接，所述第二三极管G2的基极与所述报警控制器的太阳能控制端连接，所述第二三极管G2的发射极经第二电阻R2与所述第一三极管 G1集电极连接；所述第三三极管G3的集电极与所述风能蓄电池的风能输出端连接，所述第三三极管G3的基极与所述报警控制器的风能控制端连接，所述第三三极管G3的发射极经第三电阻R3与所述第一三极管G1集电极连接；所述第一三极管G1基极与所述报警控制器的断电控制端连接，所述第一三极管G1发射极与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端经第四电阻R4向所述气体传感器50供电，所述第一电阻R1的另一端还经第五电阻R5向所述报警控制器供电；所述第一电阻R1的另一端还经第六电阻R6向所述GPS定位器供电。

通过报警控制器控制，实现供电的控制。并且实现了供电电源的切换。

作为优选：所述GPS定位器和燃气泄漏感应装置均设置在桩体的顶部，桩体上在对应位置设有护罩，该护罩的顶壁呈板状结构，其四周呈镂空结构。采用以上结构，可对GPS定位器和燃气泄漏感应器起到一定的保护作用，避免长期受到日晒雨淋，有利于延长二者使用寿命，确保监测长期有效。

作为优选：所述桩体呈下大上下的锥台状结构。采用以上方案，有利于提高埋地后整体的稳定性，防止自身出现偏斜，保证测量精确。

作为优选：所述太阳能电池板位于桩体的中上部，分布在桩体的周向侧壁上。采用以上结构，因为桩体呈锥台状结构，而太阳能电池板分布在其周向侧壁上，可满足不同日照角度情形，提高太阳能电池板产电效率，确保供电稳定性。

作为优选：所述桩体内靠近上部的位置设有空腔，该空腔内水平设有隔板，该隔板将空腔分隔呈上部的安装腔和下部的滤水腔两个腔室，所述隔板分布有滤孔；

所述太阳能蓄电池位于安装腔内，所述桩体侧壁上对应滤水腔底部的位置开设有出水孔。

采用以上方案，避免蓄电池直接与底部接触，使其处于相对干燥的环境中，防止蓄电池受潮损坏，且即使内部有水浸入，也可通过出水孔快速排出。

作为优选：所述桩体侧壁上对应安装腔的位置设有与其连通的仓口，并在仓口处配置有仓门。采用以上结构，便于前期安装蓄电池及内部电线的连接，以及后期的保养更换等，便于相关元器件的回收处理。

为防止蓄电池受到撞击产生火花或漏电的情况发生，所述太阳能蓄电池为防爆蓄电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的天然气管道周边滑坡监测桩，可对管道周边的滑坡情况和天然气浓度进行实时监测，同时可在环境天然气浓度超过设定值时，实现自动断电，以防止监测桩元器件引起天然气的燃爆，提高监测桩安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1所示实施例的内部结构示意图；

图3为供电电路示意图；

图4为防尘罩防尘电极布置示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

结合图1和图2，一种天然气管道周边滑坡监测桩，包括桩体1，在所述桩体1表面贴覆有太阳能电池板3，桩体1上设有GPS定位器2、燃气泄漏感应器 5、风力发电塔架7b。

在本实施例中，结合图2、图3可以看出所述太阳能电池板3与太阳能蓄电池4a的太阳能蓄电输入端连接；在所述桩体1顶部设置有风力发电机7a，该风力发电机7a与风能蓄电池4b连接；所述太阳能蓄电池4a的太阳能输出端、所述风能蓄电池4b风能输出端均经供电控制电路分别向燃气泄漏感应装置5、GPS 定位器2供电；所述燃气泄漏感应装置5设置有气体传感器50和报警控制器51，其中气体传感器50的感应输出端与所述报警控制器51的泄露检测输入端连接；所述报警控制器51设置有计时器，所述报警控制器51的断电控制端与断电执行器40连接，所述断电执行器40设置在供电电路上。

在本实施例中，GPS定位器2与报警控制器51连接，在该报警控制器上还连接有无线信号发射器，用于发出实时定位信息。通过该定位信息便于地质工作人员推算滑坡长度等。

具体的，结合图3可以看出，所述断电执行器40设置有第一三极管G1；

所述供电电路设置有第二三极管G2、第三三极管G3；所述第二三极管G2 的集电极与所述太阳能蓄电池4a的太阳能输出端连接，所述第二三极管G2的基极与所述报警控制器的太阳能控制端连接，所述第二三极管G2的发射极经第二电阻R2与所述第一三极管G1集电极连接；所述第三三极管G3的集电极与所述风能蓄电池4b的风能输出端连接，所述第三三极管G3的基极与所述报警控制器的风能控制端连接，所述第三三极管G3的发射极经第三电阻R3与所述第一三极管G1集电极连接；所述第一三极管G1基极与所述报警控制器的断电控制端连接，所述第一三极管G1发射极与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端经第四电阻R4向所述气体传感器50供电，所述第一电阻R1的另一端还经第五电阻R5向所述报警控制器供电；所述第一电阻R1的另一端还经第六电阻R6向所述GPS定位器2供电。

在本实施例中，所述太阳能电池板3表面覆盖有防尘罩8，防尘罩8为透明材料，在所述防尘罩8上布置有防尘电极，所述防尘电极由所述风能蓄电池4b 供电。从图4可以看出，防尘电极包括第一组电极和第二组电极，两组电极依次交替，平行设置，且由两相电分别供电，每一组电极整体呈梳齿状。

结合图3还可以看出，所述风力发电机7a设置在风力发电塔架7b顶部的风仓7c内，所述风力发电机7a由从动轴7d驱动，所述从动轴7d穿出所述风仓7c与扇叶连接；所述风能蓄电池4b设置在所述桩体1内。

在本实施例中，在所述燃气泄漏感应装置5的感应输出端与所述报警控制器的泄露检测输入端之间设置有信号放大模块、模数转换模块。

如图1和2所示，桩体1内靠近上部的位置设有空腔10，空腔10内又设有隔板11，隔板11将空腔10分隔呈上下两个腔室，分别为上部的安装腔100和下部的滤水腔101，隔板11上设有与上下两个腔室连通的滤孔110。

桩体1的侧壁上对应滤水腔101底部的位置开设有出水孔12，出水孔12与滤水腔101连通，可将滤水腔101内的水导出，在对应安装腔100的位置设有仓口，并安装有与仓口相配合的仓门13，通过仓口可将太阳能蓄电池4a和风能蓄电池4b放置在隔板11上。

太阳能电池板3则分布在桩体1的周向侧壁上，且靠近桩体1中上部的位置，这样不管日照角度处于何种角度时，总会由太阳能电池板3接受照射，产生电能，以确保太阳能蓄电池4a的电量充足，此外太阳能电池板3还可对仓门 13起到一定遮挡作用，避免仓门13处于暴露状态，或雨水从仓口处侵入安装腔 100中，且为进一步防止太阳能蓄电池4a或风能蓄电池4b发生爆炸，提高二者安全性，故本实施例中二者均为防爆蓄电池。

本实施例中GPS定位器2和燃气泄漏感应器5均设置在桩体1的顶部，并通过电线与内部的太阳能蓄电池4a和风能蓄电池4b相连。为延长二者使用寿命，故桩体1上在对应位置还设有护罩6，护罩6将二者都罩在其中，如图所示，护罩6大体呈盒状结构，其四周侧壁呈镂空装，其可通过卡合方式固定在桩体1 上，这样即可避免GPS定位器2和燃气泄漏感应器5长期受到日晒雨淋，延长使用寿命，同时有效保持其处于通风状态，不影响燃气泄漏感应器5的感应以及GPS定位器2发信号传输。

本申请中为了避免在发生山体滑坡导致天然气管道断裂时，GPS定位器2 和燃气泄漏感应器5持续运行，出现引燃泄漏天然气情况发生，故燃气泄漏感应器5的报警控制器51还与供电电路相连，如图所示，太阳能蓄电池4a和风能蓄电池4b通过供电电路为GPS定位器2和燃气泄漏感应器5供电。

供电电路上设有断电执行器40，断电执行器40与燃气泄漏感应器5的报警控制器51相连，当燃气泄漏感应器5的气体传感器50检测到环境天然气浓度超过报警控制器51的设定值时，则报警控制器51向断电执行器40发送电信号，断电执行器40则执行设定动作，将供电电路断开，从而使GPS定位器2和燃气泄漏感应器5暂停工作，确保断裂管道周围无电器件运行，避免爆燃引起二次灾害。

参考图1至图3，使用本实用新型对管道周边进行实时滑坡监测时，在管道附近开挖一个与桩体1下部相适应的基坑，基坑的深度小于出水孔12到桩体1 底面的长度，然后将桩体1埋入基坑中，确保出水孔12处于地表之上即可。

然后再分别安装GPS定位器2、燃气泄漏感应器5，并将太阳能蓄电池4a 和风能蓄电池4b装入安装腔100内，连接好各线路，最后在桩体1的表面安装太阳能电池板3，并将其与太阳能蓄电池4a相连，将风能蓄电池4b与风力发电机7a相连即可。

在实时监测过程中，通过GPS定位器2，实时定位当前位置信息，准确获知当地是否发生有地质滑坡灾害，而当滑坡较为严重，引发管道断裂时，燃气泄漏感应器5的气体传感器50检测到超范围的天然气浓度，则气体传感器50经信号放大模块、模数转换模块向报警控制器51发送感应信号，同时报警控制器51发出控制信号至第一三极管G1上，使断电执行器40截止，断开供电电路，太阳能蓄电池4a和风能蓄电池4b则不再向GPS定位器2和燃气泄漏感应器5 供电，使其处于静默状态，避免电器件运行引起环境燃气的燃爆，进一步提高检测桩自身的安全性，而不会成为引爆源。

同时，后台根据二者的工作情况，则可做出相应措施，关闭管道阀门或启动应急预案等，有利于提高灾害处理效率。

最后需要说明的是，上述描述仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种天然气管道周边滑坡监测桩，包括桩体(1)，该桩体(1)上设有GPS定位器(2)，其特征在于：在所述桩体(1)表面贴覆有太阳能电池板(3)，所述太阳能电池板(3)与太阳能蓄电池(4a)的太阳能蓄电输入端连接；

在所述桩体(1)顶部设置有风力发电机(7a)，该风力发电机(7a)与风能蓄电池(4b)连接；

所述太阳能蓄电池(4a)的太阳能输出端、所述风能蓄电池(4b)风能输出端均经供电控制电路分别向燃气泄漏感应装置(5)、GPS定位器(2)供电；

所述燃气泄漏感应装置(5)设置有气体传感器(50)和报警控制器，其中气体传感器(50)的感应输出端与所述报警控制器的泄露检测输入端连接；所述报警控制器设置有计时器，所述报警控制器的断电控制端与断电执行器(40)连接，所述断电执行器(40)设置在供电电路上。

2.根据权利要求1所述的天然气管道周边滑坡监测桩，其特征在于：所述太阳能电池板(3)表面覆盖有防尘罩(8)，防尘罩(8)为透明材料，在所述防尘罩(8)上布置有防尘电极，所述防尘电极由所述风能蓄电池(4b)供电。

3.根据权利要求1所述的天然气管道周边滑坡监测桩，其特征在于：所述风力发电机(7a)设置在风力发电塔架(7b)顶部的风仓(7c)内，所述风力发电机(7a)由从动轴(7d)驱动，所述从动轴(7d)穿出所述风仓(7c)与扇叶连接；所述风能蓄电池(4b)设置在所述桩体(1)内。

4.根据权利要求1所述的天然气管道周边滑坡监测桩，其特征在于：在所述燃气泄漏感应装置(5)的感应输出端与所述报警控制器的泄露检测输入端之间设置有信号放大模块、模数转换模块。

5.根据权利要求4所述的天然气管道周边滑坡监测桩，其特征在于：所述断电执行器(40)设置有第一三极管G1；

所述供电电路设置有第二三极管G2、第三三极管G3；

所述第二三极管G2的集电极与所述太阳能蓄电池(4a)的太阳能输出端连接，所述第二三极管G2的基极与所述报警控制器的太阳能控制端连接，所述第二三极管G2的发射极经第二电阻R2与所述第一三极管G1集电极连接；

所述第三三极管G3的集电极与所述风能蓄电池(4b)的风能输出端连接，所述第三三极管G3的基极与所述报警控制器的风能控制端连接，所述第三三极管G3的发射极经第三电阻R3与所述第一三极管G1集电极连接；

所述第一三极管G1基极与所述报警控制器的断电控制端连接，所述第一三极管G1发射极与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端经第四电阻R4向所述气体传感器(50)供电，所述第一电阻R1的另一端还经第五电阻R5向所述报警控制器供电；所述第一电阻R1的另一端还经第六电阻R6向所述GPS定位器(2)供电。

6.根据权利要求1所述的天然气管道周边滑坡监测桩，其特征在于：所述GPS定位器(2)和燃气泄漏感应装置(5)均设置在桩体(1)的顶部，桩体(1)上在对应位置设有护罩(6)，该护罩(6)的顶壁呈板状结构，其四周呈镂空结构。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的天然气管道周边滑坡监测桩，其特征在于：所述桩体(1)内靠近上部的位置设有空腔(10)，该空腔(10)内水平设有隔板(11)，该隔板(11)将空腔(10)分隔呈上部的安装腔(100) 和下部的滤水腔(101)两个腔室，所述隔板(11)分布有滤孔(110)；

所述太阳能蓄电池(4a)位于安装腔(100)内，所述桩体(1)侧壁上对应滤水腔(101)底部的位置开设有出水孔(12)。

8.根据权利要求7所述的天然气管道周边滑坡监测桩，其特征在于：所述桩体(1)侧壁上对应安装腔(100)的位置设有与其连通的仓口，并在仓口处配置有仓门(13)。