CN208488091U - 一种地面沉降监测装置以及地质监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种地面沉降监测装置以及地质监测系统，涉及地质监测技术领域，包括：中央控制基站；多个监测单元，多个监测单元均与中央控制基站之间通讯连接；监测单元包括内部中空的安装盘和内部中空的插接柱；插接柱的第一端与安装盘的端面相垂直连接，插接柱的第二端悬空；插接柱自第一端至第二端的直径逐渐减小；插接柱的外壁上设置有多个柱形槽，柱形槽内活动插接有限位柱；限位柱插接在柱形槽内部的一端与柱形槽的槽底之间连接有弹簧；插接柱上套接有与其外壁结构相同的套体，套体上设置有多个与限位柱的位置适配的限位孔；插接柱的内腔中设置有检测杆；安装盘的内腔中设置有控制器、静力水准仪和无线模块。

Description

一种地面沉降监测装置以及地质监测系统

技术领域

本实用新型涉及地质监测技术领域，尤其是涉及一种地面沉降监测装置以及地质监测系统。

背景技术

地面沉降又称为地面下沉或地陷，其是地面高度降低的一种环境地质现象。其是在人类工程经济活动的影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动(或工程地质现象)，这种环境地质现象会造成环境资源的永久损失。

我国地质环境条件复杂，气候条件时空差异大，地质灾害具有种类多、分布广以及危害大等特点。其中仅2005年，全国各地共发生滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降等各类地质灾害17751起。其中造成人员伤亡或直接经济损失50万元以上的地质灾害854起，全年共造成人员伤亡1021人，其中死亡578人，失踪104人，受伤339人。而地面沉降是我国主要的地质灾害之一。

在我国，地面沉降主要集中在华北平原地区和长江三角洲地区。华北平原发生地面沉降的地区包括北京、天津、河北和山东等地的平原地区。天津地区主要沉降中心为塘沽、汉沽以及市区等地区；河北地区，主要沉降中心为沧州以及任丘等地区。华北平原不同区域的沉降中心仍在不断发展，并且有连成一片的趋势。

长江三角洲地面沉降区包括上海市、苏州、无锡、常州、杭州、嘉兴以及湖州等地区。

地面沉降现已严重威胁着人民生命财产安全，制约着我国社会经济的可持续发展。然而，我国大部分发生地面沉降的地区还没有采取监测防治措施，即使采取了监测防治措施的，目前大量的也还是人工监测手段，监测准确度不高，不能适应地面沉降的监测预警需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种地面沉降监测装置以及地质监测系统，以解决现有技术中存在的地面沉降监测手段监测准确度不高，不能适应地面沉降的监测预警需求的技术问题。

本实用新型提供的一种地面沉降监测装置，包括：

中央控制基站；

多个监测单元，多个所述监测单元均与所述中央控制基站之间通讯连接；

所述监测单元包括内部中空的安装盘和内部中空的插接柱；所述插接柱的第一端与所述安装盘的端面相垂直连接，所述插接柱的第二端悬空；

所述插接柱自第一端至第二端的直径逐渐减小；所述插接柱的外壁上设置有多个柱形槽，所述柱形槽内活动插接有限位柱；

所述限位柱插接在所述柱形槽内部的一端与所述柱形槽的槽底之间连接有弹簧；

所述插接柱上套接有与其外壁结构相同的套体，所述套体上设置有多个与所述限位柱的位置适配的限位孔，所述限位柱能够从所述限位孔穿出；

所述插接柱的内腔中设置有检测杆；所述安装盘的内腔中设置有控制器、静力水准仪和无线模块；所述静力水准仪和所述无线模块均与所述控制器电连接；

所述检测杆与所述控制器电连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述安装盘的与所述插接柱相连接的端面上设置有多个定位柱；

多个所述定位柱均匀分布在所述安装盘的端面，并与所述安装盘的端面相垂直连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述插接柱的第一端与所述安装盘的端面可拆卸连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述插接柱的与所述安装盘连接的端面设置有能够穿过所述检测杆的穿孔，所述穿孔与所述插接柱的内腔连通；

所述插接柱的内腔中还设置有调节机构，用于调节所述检测杆的轴向位置。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述调节机构包括套管、支架和调节组件；

所述调节组件包括底座和电动伸缩杆，所述底座通过所述支架固定在所述插接柱的内腔中；

所述套管的外壁上设置有调节孔；所述电动伸缩杆的一端固定在所述底座上，所述电动伸缩杆的另一端朝向所述调节孔，能够伸入所述调节孔内与位于所述套管内的检测杆抵接，将所述检测杆夹持固定在所述套管的内壁。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述控制器与所述电动伸缩杆无线控制连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述地面沉降监测装置还包括报警装置：

所述报警装置设置在所述安装盘的内腔中，所述报警装置与所述控制器电连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述报警装置包括声音报警器和\或光报警器。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述限位柱和\或所述定位柱呈锥形。

本实用新型还提供了一种地质监测系统，包括所述的地面沉降监测装置。

在上述技术方案中，在根据上述的方案进行固定以后，便可以保证插接柱能够稳固的固定在地面上，以便能够精确的对地面沉降等数据进行测量；同时，当中央控制基站同时接收到了通过静力水准仪和检测杆发送的预警信息，便表示此时的监测结果是具备可信度的，这样通过两种方式同时监测的方式可以提高监测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型一个实施例提供的地面沉降监测装置的连接结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供的插接柱的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例提供的安装盘和插接柱的装配结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例提供的插接柱的局部放大结构示意图A；

图5为本实用新型一个实施例提供的插接柱的局部放大结构示意图B。

附图标记：

1-中央控制基站；2-监测单元；

21-安装盘；22-插接柱；23-套体；

24-检测杆；25-控制器；26-静力水准仪；

27-无线模块；28-调节机构；

211-定位柱；

221-柱形槽；222-限位柱；

223-弹簧；224-限位孔；

225-穿孔；

281-套管；282-支架；

283-底座；284-电动伸缩杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型一个实施例提供的地面沉降监测装置的连接结构示意图；图2为本实用新型一个实施例提供的插接柱22的结构示意图；图3为本实用新型一个实施例提供的安装盘21和插接柱22 的装配结构示意图；图4为本实用新型一个实施例提供的插接柱22的局部放大结构示意图A；图5为本实用新型一个实施例提供的插接柱22的局部放大结构示意图B；如图1-5所示，本实施例提供的一种地面沉降监测装置，包括：

中央控制基站1；

多个监测单元2，多个所述监测单元2均与所述中央控制基站1 之间通讯连接；

所述监测单元2包括内部中空的安装盘21和内部中空的插接柱 22；所述插接柱22的第一端与所述安装盘21的端面相垂直连接，所述插接柱22的第二端悬空；

所述插接柱22自第一端至第二端的直径逐渐减小；所述插接柱 22的外壁上设置有多个柱形槽221，所述柱形槽221内设置有活动插接有限位柱222；

所述限位柱222插接在所述柱形槽221内部的一端与所述柱形槽 221的槽底之间连接有弹簧223；

所述插接柱22上套接有与其外壁结构相同的套体23，所述套体23上设置有多个与所述限位柱222的位置适配的限位孔224，所述限位柱222能够从所述限位孔224穿出；

所述插接柱22的内腔中设置有检测杆24；所述安装盘21的内腔中设置有控制器25、静力水准仪26和无线模块27；所述静力水准仪26和所述无线模块27均与所述控制器25电连接；

所述检测杆24与所述控制器25电连接。

根据上述技术方案所述，由于多个所述监测单元2均与所述中央控制基站1之间通讯连接，所以，可以利用所述中央控制基站1对多个所述监测单元2进行同步的控制，以利用多个所述监测单元2在不同地理位置所监测得到的相关数据对地面沉降进行分析。

其中，所述所述监测单元2的数量不限定，本领域技术人员可以根据实际地理情况进行选择设置。

在设置多个所述监测单元2的时候，如图2所示，可以将插接柱 22插接在地面以下，以对内部固定有检测杆24的插接柱22进行地理位置上的固定，并同时使所述安装盘21露在地面以上的位置，利用安装盘21内的控制器25、静力水准仪26和无线模块27进行对相关数据的分析和传输等工作。

其中，根据所述插接柱22上的所述限位柱222、所述柱形槽221 以及所述弹簧223所组成的结构，可以在当插接柱22插接在地面以下以后，进一步的形成更稳定的固定。

即，由于所述插接柱22的外壁上套接有与其外壁结构相同的套体23，即如图2所示，并且，所述套体23上设置有多个与所述限位柱222的位置适配的限位孔224，所述限位柱222能够从所述限位孔 224穿出。

所以，基于这种结构配合，在当插接柱22未插接在地面以下之前，可以使套体23上的限位孔224不与所述限位柱222对应，也即如图3和图5所示的状态，使限位柱222抵接在所述套体23的内壁，这样的话，当将插接柱22插接在地面以下时，就能够沿着所述套体 23的锥形外壁进行插接，使插接更加容易。

而当插接柱22连通套体23被插接在地面以下以后，可以将套体 23的顶端露出地面以上一部分，利用该部分相对于插接柱22轴向旋转所述套体23，使套体23上的限位孔224与限位柱222的位置对齐，这样便可以使限位柱222在弹簧223的弹性力作用下沿着套体23上的限位孔224弹出，这样就能够在地面以下形成侧向的插接效果。

需要说明的是，图2-5中所示的，仅提供了在插接柱22上设置一个限位柱222的结构，而在实际设置中，可以沿着所述插接柱22 的外壁设置多个限位柱222，并对应的在套体23上设置多个对应的限位孔224，在此便不做限定。

在根据上述的方案进行固定以后，便可以保证插接柱22能够稳固的固定在地面上，以便能够精确的对地面沉降等数据进行测量。

首先，利用所述检测杆24便可以对地面沉降的状态进行监测，当监测到发生地面沉降时，便通过所述无线模块27将预警信息发送回中央控制基站1；另外，与所述检测杆24相搭配进行监测的位于多个不同安装盘21内的多个静力水准仪26可以通过相互之间的配合对地面沉降进行监测，其监测原理，即当三维空间中一个三角形ABC 的角A位置及AB边和AC边的两个边长确定之后，三角形的BC边长就确定了，所以，假设A点是监测点，B点和C点是两个预置位，角 A对应主监测点(A点)与其他两个副监测点(B点及C点)连线的夹角，那么，当AB边长或AC边长与初始化设定值不同时，说明发生了地面沉降。

那么基于这种原理，在一个实施例中，可以设置三个静力水准仪 26，利用其中一个为主监测点，其他两个为副监测点，根据上述所述原理，预先监测两个副监测点与主监测点之间的距离，当距离发生变化时，便说明发生了地面沉降，此时便将预警信息通过无线模块27 发送至中央控制基站1。

当中央控制基站1同时接收到了通过静力水准仪26和检测杆24 发送的预警信息，便表示此时的监测结果是具备可信度的，这样通过两种方式同时监测的方式可以提高监测精度。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述安装盘21的与所述插接柱22相连接的端面上设置有多个定位柱211；

多个所述定位柱211均匀分布在所述安装盘21的端面，并与所述安装盘21的端面相垂直连接。

所以，利用定位柱211可以使安装盘21更加稳固的固定在地面上，即便可以降低由于装置固定效果差引起的监测精度低的问题，进而提高监测精度。

可选择的，在本实用新型的实施例中，所述插接柱22的第一端与所述安装盘21的端面可拆卸连接。

通过拆卸连接以方便放置和拆卸检测杆24。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述插接柱22的与所述安装盘21连接的端面设置有能够穿过所述检测杆24的穿孔225，所述穿孔225与所述插接柱22的内腔连通；

所述插接柱22的内腔中还设置有调节机构28，用于调节所述检测杆24的轴向位置。

通过调节机构28，能够调整检测杆24在插接柱22内腔中的位置，继而保证多个位置设置的插接柱22内的检测杆24在位置上保持一致，以提高监测精度。

可选择的，在本实用新型的实施例中，所述调节机构28包括套管281、支架282和调节组件；

所述调节组件包括底座283和电动伸缩杆284，所述底座283通过所述支架282固定在所述插接柱22的内腔中；

所述套管281的外壁上设置有调节孔；所述电动伸缩杆284的一端固定在所述底座283上，所述电动伸缩杆284的另一端朝向所述调节孔，能够伸入所述调节孔内与位于所述套管281内的检测杆24抵接，将所述检测杆24夹持固定在所述套管281的内壁。

利用上述结构，如图2或3所示，可以通过控制所述电动伸缩杆 284的伸缩，以插接在所述调节孔中，或从所述调节孔中拔出。

当确定了所述检测杆24的位置以后，便可以控制所述电动伸缩杆284插接进所述调节孔，进一步的抵接在所述检测杆24的侧壁上，将所述检测杆24抵接在套管281的内壁上，利用电动伸缩杆284与套管281的内壁之间对检测杆24形成夹持效果，以对其的位置进行固定。

可选择的，在本实用新型的实施例中，所述控制器25与所述电动伸缩杆284无线控制连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述地面沉降监测装置还包括报警装置：

所述报警装置设置在所述安装盘21的内腔中，所述报警装置与所述控制器25电连接。

利用所述报警装置可以在接收到预警信息时发出报警，以对工作人员进行提示。

可选择的，在本实用新型的实施例中，所述报警装置包括声音报警器和\或光报警器。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述限位柱222和\或所述定位柱211呈锥形。

本实用新型还提供了一种地质监测系统，包括所述的地面沉降监测装置。

由于所述地面沉降监测装置的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述。

所以，任何有关于所述地面沉降监测装置的技术内容，均可参考前文对于所述地面沉降监测装置的记载即可。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种地面沉降监测装置，其特征在于，包括：

中央控制基站；

多个监测单元，多个所述监测单元均与所述中央控制基站之间通讯连接；

所述监测单元包括内部中空的安装盘和内部中空的插接柱；所述插接柱的第一端与所述安装盘的端面相垂直连接，所述插接柱的第二端悬空；

所述插接柱自第一端至第二端的直径逐渐减小；所述插接柱的外壁上设置有多个柱形槽，所述柱形槽内活动插接有限位柱；

所述限位柱插接在所述柱形槽内部的一端与所述柱形槽的槽底之间连接有弹簧；

所述插接柱上套接有与其外壁结构相同的套体，所述套体上设置有多个与所述限位柱的位置适配的限位孔，所述限位柱能够从所述限位孔穿出；

所述插接柱的内腔中设置有检测杆；所述安装盘的内腔中设置有控制器、静力水准仪和无线模块；所述静力水准仪和所述无线模块均与所述控制器电连接；

所述检测杆与所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的地面沉降监测装置，其特征在于，所述安装盘的与所述插接柱相连接的端面上设置有多个定位柱；

多个所述定位柱均匀分布在所述安装盘的端面，并与所述安装盘的端面相垂直连接。

3.根据权利要求2所述的地面沉降监测装置，其特征在于，所述插接柱的第一端与所述安装盘的端面可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的地面沉降监测装置，其特征在于，所述插接柱的与所述安装盘连接的端面设置有能够穿过所述检测杆的穿孔，所述穿孔与所述插接柱的内腔连通；

所述插接柱的内腔中还设置有调节机构，用于调节所述检测杆的轴向位置。

5.根据权利要求4所述的地面沉降监测装置，其特征在于，所述调节机构包括套管、支架和调节组件；

所述调节组件包括底座和电动伸缩杆，所述底座通过所述支架固定在所述插接柱的内腔中；

所述套管的外壁上设置有调节孔；所述电动伸缩杆的一端固定在所述底座上，所述电动伸缩杆的另一端朝向所述调节孔，能够伸入所述调节孔内与位于所述套管内的检测杆抵接，将所述检测杆夹持固定在所述套管的内壁。

6.根据权利要求5所述的地面沉降监测装置，其特征在于，所述控制器与所述电动伸缩杆无线控制连接。

7.根据权利要求6所述的地面沉降监测装置，其特征在于，还包括报警装置：

所述报警装置设置在所述安装盘的内腔中，所述报警装置与所述控制器电连接。

8.根据权利要求7所述的地面沉降监测装置，其特征在于，所述报警装置包括声音报警器和\或光报警器。

9.根据权利要求8所述的地面沉降监测装置，其特征在于，所述限位柱和\或所述定位柱呈锥形。

10.一种地质监测系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的地面沉降监测装置。