CN210375203U - 一种适用于恶劣环境的地灾监测装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，旨在解决现有技术中地灾监测装置无法实现长时间不间断连续监测，且无法在恶劣环境中进行检测工作的技术问题。本实用新型包括与地面固定连接的保护罩，保护罩内设有与地面固定连接的监测器，保护罩上设有恒温层，保护罩的外表面上设有太阳能板，太阳能板与保护罩内部的蓄电池通过导线相连，蓄电池分别与监测器及设在保护罩内部的数据采集器通过导线相连，监测器和数据采集器通过数据传输线相连。本实用新型有益效果如下：（1）保护罩将检测装置与外部环境分隔，电子元件可以长时间正常工作，延长监测装置使用寿命的同时可降低检修频率；（2）太阳能板与蓄电池的配合可实现检测装置的不间断工作。

Description

一种适用于恶劣环境的地灾监测装置

技术领域

本实用新型涉及地灾监测防护领域，具体地说，本实用新型涉及一种适用于恶劣环境的地灾监测装置。

背景技术

地质灾害的发生是各种因素长期综合作用的结果，其发生具有必然性和偶然性。从地质环境自然演化来看，地质灾害的发生是必然的；但由于地质环境条件不同、天气的不确定性以及人类活动等因素地影响，何时何地发生地质灾害又具有一定偶然性，这就使得长期以来，地质灾害防治工作的难度大大增加。如何更合理地分配资源，更有针对性、更高效地开展地质灾害防治工作是人们一直致力于研究的课题。现有技术中，通常采用人工进行监测，综合成本高、监测精度低、不能够长时间不间断监测，影响对地质环境监测的时效性；此外，由于地灾位置现场环境恶劣，集成监测系统经常会因为崩塌碎石，昼夜温差等受损，出现工作异常情况。

申请号为CN 201410200558.4的中国专利公开了一种管道地质灾害野外监测桩，包括太阳能供电模块、数据采集模块、无线传输模块、连接管、监测桩外壳和背板；所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、蓄电池和太阳能控制器，所述太阳能电池板、所述蓄电池和所述太阳能控制器相互之间连接；所述监测桩外壳包括顶板和后板，所述后板上加装所述背板；所述连接管的顶端设置所述监测桩外壳，所述顶板朝向阳方向倾斜设置，所述顶板上设有嵌入槽，所述太阳能电池板通过所述嵌入槽直接嵌入固定到所述顶板上；所述数据采集模块、所述太阳能控制器、所述蓄电池和所述无线传输模块均上下分层集中排布在所述背板上；所述背板安装在所述后板上，所述数据采集模块、所述太阳能控制器、所述蓄电池和所述无线传输模块均位于所述监测桩外壳之内并密封；所述监测桩外壳为ABS工程塑料板制成。

上述专利通过太阳能电池板和蓄电池的配合实现监测桩的长时间不间断监测，由ABS工程塑料板制成的监测桩外壳对内部各组件进行保护；但是，上述专利仅适用于小型紧凑化的监测装置，当监测装置内部各组件较分散且体型较大时，监测装置的外壳无法对内部组件进行有效保护，此外，监测装置中最重要的电子元件对温度的变化较敏感，当监测装置在恶劣环境中使用时，温度的极端化或温度的快速波动可能会破坏电子元件进而导致监测装置失效。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术中地灾监测装置在恶劣环境中使用时，工作环境的极端化或环境温度、湿度以及灰尘含量等环境指标的快速波动可能会破坏监测器或数据采集器中的电子元件，进而导致地灾监测装置失效的技术问题，提供一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，监测装置中的保护罩将监测器及数据采集器与外部环境分隔开来，监测装置在保护罩内部基本处于稳定的工作环境中，环境温度、湿度以及灰尘含量等指标基本保持稳定，从而在延长监测装置的使用寿命的同时可降低所述装置的检修频率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。

一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，包括与地面固定连接的保护罩，保护罩内设有与地面固定连接的监测器，保护罩上设有恒温层，保护罩的外表面上设有太阳能板，太阳能板与保护罩内部的蓄电池通过导线相连，蓄电池分别与监测器及设在保护罩内部的数据采集器通过导线相连，监测器和数据采集器通过数据传输线相连。

由于本实用新型所述的监测装置用于地灾监测，因此用于监测地质活动的监测器需要固定在地面上，监测器监测到的数据经导线传递给数据采集器进行处理；监测器和数据采集器均设在保护罩内部，当监测地点发生剧烈的地质变动时，保护罩可隔离坍塌碎石等，从而对其内部的监测装置进行有效防护，此外，监测器和数据采集器的核心部件均为电子元件，所述电子元件对温度、湿度以及灰尘等环境指标的灵敏度较高，保护罩将检测装置与外部环境分隔开来，监测装置在保护罩内部基本处于稳定的工作环境中，环境温度、湿度以及灰尘含量等指标基本保持稳定，因而电子元件可以长时间正常工作，从而在延长所述监测装置的使用寿命的同时可降低装置的检修频率。本实用新型中，保护罩的外表面上覆盖有太阳能板，太阳能板与设在保护罩内部的蓄电池通过导线相连；当监测装置在白天工作时，由太阳能电池板直接提供其监测所需的电能，多余的电能则积累在蓄电池中；当监测装置在夜晚或阴天工作时，蓄电池为监测装置提供监测所需的电能，通过太阳能板与蓄电池的配合，即可实现检测装置的长时间不间断工作，一方面保证地灾监测的连续稳定性，当发生地质灾害时可以第一时间响应，另一方面可保证地质变动记录的连贯性，为地灾预测提供数据基础。

作为优选，地面的地表下方设有用以增强保护罩安装牢固度的底座，底座包括外层的第一底座和内层的第二底座。

地灾监测装置通常安装在地质活动活跃的位置，由于监测地面的地表下方地质活动较为活跃，如果将防护罩直接安装在地面上，在经过多次地质变动后，保护罩与地表下方土壤层的连接强度会被削弱，可能会造成保护罩在地灾发生时无法保持竖立，进而无法对监测装置进行防护；本实用新型中，在地面的地表下方加设用以增强保护罩安装牢固度的底座，保护罩的安装牢固度取决于其与底座之间的连接强度，地灾对保护罩安装牢固度的削弱有限，保护罩可以为其内部的监测装置提供长久的防护。

作为优选，呈立方体状的保护罩为中空型的双层结构，保护罩包括位于表面的钢制防护层，恒温层位于防护层的内部。

本实用新型中，保护罩为中空型的双层结构，外层的高强度防护层用以提升保护罩的强度，在地灾发生时及恶劣的监测环境中为保护罩内部的监测装置提供有效防护。保护罩的内层为恒温层，这是因为监测器和数据采集器的核心元件均为电子元件，电子元件对温度变化较敏感，用于监测的传感器等在极端温度环境或温度波动较大的环境中无法正常工作甚至失效，为保证监测装置的正常工作，需保证保护罩内部的温度基本稳定或不发生较大的波动，因此在保护罩的内层加设隔热的恒温层。

作为优选，第一底座通过第一螺栓与保护罩固定连接，第二底座通过第二螺栓与监测器固定连接。

本技术方案提供了底座与监测装置的连接方式，第一底座通过第一螺栓与保护罩固定连接，第二底座通过第二螺栓与监测器固定连接，螺栓连接简洁方便，操作效率高。

作为优选，太阳能板可折叠，太阳能板贴合覆盖保护罩的外表面，太阳能板与地面之间留有间隙。

本实用新型中，太阳能板可折叠，当监测位置发生地质变动时，太阳能板可折叠后快速收纳起来，防止落石等对太阳能板造成损伤；太阳能板需要维持监测装置的连续不间断工作，为保证供电充足，太阳能板需要足够的感光面积，因此太阳能板需要贴合覆盖保护罩的外表面；此时，第一螺栓与第一底座的固定位置位于太阳能板的外侧。

作为优选，太阳能板不完全覆盖保护罩外表面，太阳能板与地面间留有用于安装第一螺栓的空间位置。

太阳能板与地面之间留有间隙，一方面是为了便于固定和安装第一螺栓，另一方面是因为土壤中各类矿物元素丰富，与太阳能板接触后可能因电化学反应或电子迁移等对太阳板的半导体造成损伤，进而导致太阳能板的发电效率降低，因此需要避免太阳能板与地面的直接接触。

作为优选，保护罩上设有连接孔，太阳能板的输出端穿过连接孔与蓄电池的充电端通过导线相连。

本技术方案提供了太阳能板与蓄电池的连接方法，具体的，保护罩上设有沿其厚度方向贯通的连接孔，太阳能板的输出端穿过连接孔与蓄电池的充电端通过导线相连。

作为优选，所述监测器为高精度双轴测斜传感器。

高精度双轴测斜传感器通过导线将现场测得数据实时传递给数据采集器，一方面保证地灾监测的连续稳定性，当发生地质灾害时可以第一时间响应，另一方面可保证地质变动记录的连贯性，为地灾预测提供数据基础。

作为优选，数据采集器安装于保护罩的内侧壁面，所述数据采集器为物联网智能数据采集仪。

高精度双轴测斜传感器通过导线将现场测得数据实时传递给物联网智能数据采集仪，而物联网智能数据采集仪通过GPRS数据传输到地质灾害云平台，一方面数据精确，另一方面可实现实时回传。

作为优选，第一底座和第二底座的截面均呈U型，第二底座的水平段靠近蓄电池的一端通过第一连接板与第一底座的第一竖直段固定连接，第二底座的水平段的另一端通过第二连接板与第一底座的第二竖直段固定连接，第一连接板和第二连接板均与第一底座的水平段平行。

本实用新型中，截面呈U型的底座的强度较高，可适应地质变动较大的环境；此外，第二底座的水平段靠近蓄电池的一端通过第一连接板与第一底座的第一竖直段固定连接，第二底座的水平段的另一端通过第二连接板与第一底座的第二竖直段固定连接，第一底座和第二底座构成一体式结构，从而增强了底座的稳定性。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：（1）保护罩将检测装置与外部环境分隔开来，监测装置在保护罩内部基本处于稳定的工作环境中，电子元件可以长时间正常工作，从而在延长所述监测装置的使用寿命的同时可降低装置的检修频率；（2）通过太阳能板与蓄电池的配合，可实现检测装置的长时间不间断工作，一方面保证地灾监测的连续稳定性，当发生地质灾害时可以第一时间响应，另一方面可保证地质变动记录的连贯性，为地灾预测提供数据基础。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是与图1同一示意图的不同标注。

图3是本实用新型中底座的结构示意图。

图中：1、保护罩，1a、防护层，1b、恒温层，1c、连接孔，2、监测器，3、太阳能板，3a、输出端，4、蓄电池，4a、充电端，5、导线，6、数据传输线，7、底座，71、第一底座，711、第一竖直段，712、第二竖直段，72、第二底座，8、第一连接板，9、第二连接板，10、第一螺栓，11、第二螺栓，12、地面，13、数据采集器，14、集线器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 ” 纵向 ”、“横向 ”、“上“、“下”、“前 ”、“后“、“左”、“ 右 ”、“竖直”、“水平”、“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。

实施例：

如图1至图3所示，一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，包括与地面12固定连接的保护罩1，保护罩内设有与地面固定连接的监测器2，保护罩上设有恒温层1b，保护罩的外表面上设有太阳能板3，太阳能板与保护罩内部的蓄电池4通过导线相连，蓄电池分别与监测器及设在保护罩内部的数据采集器13通过导线5相连，监测器和数据采集器通过数据传输线6相连；地面下方设有用以增强保护罩安装牢固度的底座7，底座包括外层的第一底座71和内层的第二底座72；呈立方体状的保护罩为中空型的双层结构，保护罩包括位于表面的钢制防护层1a，恒温层位于防护层的内部；第一底座通过第一螺栓10与保护罩固定连接，第二底座通过第二螺栓11与监测器固定连接；太阳能板可折叠，太阳能板贴合覆盖保护罩的外表面；太阳能板不完全覆盖保护罩外表面，太阳能板与地面间留有用于安装第一螺栓的空间位置；保护罩上设有连接孔1c，太阳能板的输出端3a穿过连接孔与蓄电池的充电端4a通过导线相连；所述监测器为高精度双轴测斜传感器；数据采集器安装于保护罩的内侧壁面，所述数据采集器为物联网智能数据采集仪；第一底座和第二底座的截面均呈U型，第二底座的水平段靠近蓄电池的一端通过第一连接板8与第一底座的第一竖直段711固定连接，第二底座的水平段的另一端通过第二连接板9与第一底座的第二竖直段712固定连接，第一连接板和第二连接板均与第一底座的水平段平行。

本实施例中，保护罩为立方体状的壳体结构，监测器、数据采集器和蓄电池均位于保护罩内部的立方体空腔中；监测器位于保护罩内部的右侧，监测器固定在地面上，本实施例中的监测器选用高精度双轴测斜传感器，固定在地面上的蓄电池位于监测器的左侧，蓄电池的端子远离地面；数据采集器位于监测器的上方，本实施例中的数据采集器为物联网智能数据采集仪；蓄电池上方设有集线器14，蓄电池、监测器、数据采集器和太阳能板均与集线器通过导线相连，监测器和数据采集器通过数据传输线相连；保护罩为双层结构，外层为高强度的防护层，防护层由不锈钢制成，内层内置防高温耐低温的材料保证保护罩内部保持恒温，让蓄电池得到更好利用率；太阳板覆盖防护罩的外表面，保护罩的右侧面上靠近地面的位置设有连接孔，太阳能板的输出端穿过连接孔与集线器通过导线相连；底座完全位于地面的地表下方，第一底座通过第一螺栓与保护罩固定连接，第二底座通过第二螺栓对监测器进行固定。

当需要安装所述监测装置时，先将底座安装在地面的地表下方，再将监测器通过第二螺栓与第二底座固定连接，监测器的底面与地面贴合，将蓄电池固定在监测器左侧的地面上，蓄电池的充电端及放电端均通过导线与集线器相连，蓄电池的放电端经集线器后与数据采集器通过导线相连，数据采集器与监测器通过数据传输线相连，集线器的两端各引出一条导线并将其延伸至监测器右侧；保护罩与第一底座通过第一螺栓固定连接，保证蓄电池、监测器和数据采集器位于保护罩内部，此过程中需将端部位于监测器右侧的导线自保护罩上的连接孔中引出；太阳能板覆盖保护罩，太阳能板的输出端与引出的导线连接后将输出端通过连接孔穿入保护罩内部。所述监测装置的拆除过程完全为安装过程的逆操作。

Claims (10)

1.一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，包括与地面固定连接的保护罩，保护罩内设有与地面固定连接的监测器，保护罩上设有恒温层，保护罩的外表面上设有太阳能板，太阳能板与保护罩内部的蓄电池通过导线相连，蓄电池分别与监测器及设在保护罩内部的数据采集器通过导线相连，监测器和数据采集器通过数据传输线相连。

2.根据权利要求1所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，地面下方设有用以增强保护罩安装牢固度的底座，底座包括外层的第一底座和内层的第二底座。

3.根据权利要求1所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，呈立方体状的保护罩为中空型的双层结构，保护罩包括位于表面的钢制防护层，恒温层位于防护层的内部。

4.根据权利要求2所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，第一底座通过第一螺栓与保护罩固定连接，第二底座通过第二螺栓与监测器固定连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，太阳能板可折叠，太阳能板贴合覆盖保护罩的外表面。

6.根据权利要求4所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，太阳能板不完全覆盖保护罩外表面，太阳能板与地面间留有用于安装第一螺栓的空间位置。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，保护罩上设有连接孔，太阳能板的输出端穿过连接孔与蓄电池的充电端通过导线相连。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，所述监测器为高精度双轴测斜传感器。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，数据采集器安装于保护罩的内侧壁面，所述数据采集器为物联网智能数据采集仪。

10.根据权利要求2所述的一种适用于恶劣环境的地灾监测装置，其特征在于，第一底座和第二底座的截面均呈U型，第二底座的水平段靠近蓄电池的一端通过第一连接板与第一底座的第一竖直段固定连接，第二底座的水平段的另一端通过第二连接板与第一底座的第二竖直段固定连接，第一连接板和第二连接板均与第一底座的水平段平行。

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