CN215177519U - 地层变形监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及地层变形的技术领域，公开了地层变形监测装置，包括埋设在地层内且受压变形的管体，管体内设有两个并行布置且为导电材质制成的导体条，导体条沿着管体的轴向延伸布置，两个导体条间隔布置；两个导体条的一端共同连接有监测装置，监测装置内设有电源；当地层没有发生变形时，两个导体条之间间隔布置，当地层变形并导致两个导体条之间接触时，此时，两个导体条与电压之间则形成回路，并且，回路的电阻以及各类电参数发生变化，管理人员则可以及时获知地层变形信息，进而对变形的地层中的各类管道进行抢先维护等等操作。

Description

地层变形监测装置

技术领域

本实用新型专利涉及地层变形的技术领域，具体而言，涉及地层变形监测装置。

背景技术

随着城市公共设施建设的快速发展，地层中埋设的管线也越加增多，例如水管、煤气罐以及各类通讯管等等。

目前，由于施工、承压过大或者积水等各类原因，会导致地层变形，从而导致地层内的各种管线受挤压变形，甚至断裂等，使得管线受到破坏，造成煤气泄漏、水管喷水以及通讯中断等各种严重的事故。

现有技术中，由于缺乏对地层变形进行监测的装置，无法提前监测到地层变形，往往都是地层变形后，导致管线损坏后，管理人员才能获悉，并采取抢修等措施，但是事后抢修，也给城市管理以及居民生活造成较大的不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供地层变形监测装置，旨在解决现有技术中，无法对地层变形进行监测的问题。

本实用新型是这样实现的，地层变形监测装置，包括埋设在地层内且受压变形的管体，所述管体内设有两个并行布置且为导电材质制成的导体条，所述导体条沿着所述管体的轴向延伸布置，两个所述导体条间隔布置；两个所述导体条的一端共同连接有监测装置，所述监测装置内设有电源。

进一步的，所述管体上设置有定位管体位置的定位器。

进一步的，所述监测装置包括控制器、信号收集器、信号监测器、通讯装置以及存储器，所述控制器与电源电性连接，所述控制器通过通讯装置与服务器通讯。

进一步的，所述管体的端部连接有安装盒，所述安装盒封闭所述管体的端部，所述监测装置置于所述安装盒中。

进一步的，所述管体内设置有两个受压变形的变形板，所述变形板沿着所述管体的轴向延伸布置，所述导体条连接在所述变形板上，且两个所述导体条呈相对布置。

进一步的，所述管体的内侧壁设置有两个安装槽，所述安装槽沿着所述管体的轴向延伸布置，所述导体条置于所述安装槽中；所述安装槽具有朝向所述管体中部的外端开口，所述导体条通过所述外端开口显露出所述安装槽。

进一步的，所述安装槽具有两个相对布置的内侧壁，所述安装槽的内侧壁上设置有绝缘层，所述导体条与管体通过所述绝缘层绝缘隔离。

进一步的，所述管体内设有多个所述导体条，多个所述导体条沿着所述管体的周向间隔布置，多个所述导体条的一端共同连接所述监测装置。

进一步的，所述管体呈水平状或纵向或倾斜状置于地层中。

进一步的，所述导体条的两端贯穿所述管体的两端。

与现有技术相比，本实用新型提供的地层变形监测装置，当地层没有发生变形时，两个导体条之间间隔布置，当地层变形并导致两个导体条之间接触时，此时，两个导体条与电压之间则形成回路，并且，回路的电阻以及各类电参数发生变化，管理人员则可以及时获知地层变形信息，进而对变形的地层中的各类管道进行抢先维护等等操作。

附图说明

图1是本实用新型提供的地层变形监测装置运用在地层中的主视示意图；

图2是本实用新型提供的地形变形检测装置的主视示意图；

图3是本实用新型提供的导体条发生接触后的电阻变化布置示意图；

图4是本实用新型提供的管体的剖切示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-4所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

本实施例提供的地层变形监测装置，用于监测各类地层100的变形，可以运用在城市中，也可以在非城市的场合运用，具体可视实际需要而定。

地层变形监测装置，包括埋设在地层100内且受压变形的管体300，管体300的内部则与外部的地层100隔开；管体300内设有两个导体条400，两个导体条400并行布置且为导电材质制成，当然，可以是平行布置，也可以是非平行布置，在初始状态下，保证两个导体条400之间不接触则可。

导体条400沿着管体300的轴向延伸布置，两个导体条400间隔布置；两个导体条400的一端共同连接有监测装置，监测装置内设有电源。

上述提供的地层变形监测装置，当地层100没有发生变形时，两个导体条400之间间隔布置，当地层100变形并导致两个导体条400之间接触时，此时，两个导体条400与电压之间则形成回路，并且，回路的电阻以及各类电参数发生变化，管理人员则可以及时获知地层100变形信息，进而对变形的地层100中的各类管道200进行抢先维护等等操作。

两个导体条400的一端共同连接监测装置，两个导体条400的另一端空置布置，或者，两个导体条400的另一端也可以共同连接另一监测装置，具体可视实际需要而定。

一般在城市运用中，可以将管体300与各类管道200一起埋设在地层100中，且管体300沿着管道200的延伸方向同步延伸，这样，当地层100出现变形并导致导体条400接触时，管理人员可以及时获知地层100变形信息，实现时刻监测的效果。

管体300在地层100中可以水平布置，或者纵向布置，或者倾斜布置等等，具体可视实际施工而定，只要其能实现对地层100变形监测则可。

本实施例中，导体条400的两端贯穿管体300的两端，当两个导体条400之间呈分离状态时，两个导体条400之间没有形成回路，当两个导体条400之间接触时，两个导体条400与电源之间则形成两个回路，根据两个回路的电阻值的不同，则可以判断出两个导体条400的接触位置。

另外，当两个导体条400之间接触，当接触的面积越大，形成的两个回路的电阻值的越小，这样，根据两个回路的电阻值，则可以判断接触面积的大小，也就是判断出地层100变形的幅度。

当两个导体条400之间接触时，电阻的计算如下：

管体300的长度为L，当管体300受压变形时，设定两个导体条400之间的接触长度为Y，导体条400两端未接触的长度分别是X和Z，即L＝X+Y+Z；两个回路的电阻值分别如下：

R_X是导体条400未接触长度为X的回路的电阻值；R_Z是导体条400未接触长度为Z的回路的电阻值；R_Y是导体条400接触长度为Y的电阻值，ρ为导体条400的电阻率，S为导体条400的截面积。

通常，R_Y相对于R_X以及R_Z而言，其值也较小，可忽略不计。

根据获得的R_X以及R_Z的数值，可以计算获得导体条400两端未接触的长度X和Z，并获得两个导体条400之间的大概接触长度Y＝L-X-Z。

当导体条400的X端连接监测装置时，当导体条400之间接触，可以计算获得X的长度；当导体条400的Z端连接监测装置时，当导体条400之间接触，可以计算获得Z的长度；当导体条400的X端及Z端分别都连接监测装置时，则可以获得X及Z的长度。

本实施例中，管体300上设置有定位管体300位置的定位器，这样，当地层100出现变形导致两个导体条400之间接触时，可以利用定位器先定位管体300位置，再通过电阻变化的信息，获得导体条400接触的位置。定位器可以是GPS定位器。

监测装置包括控制器、信号收集器、信号监测器、通讯装置、存储器以及上述的电源，控制器与电源电性连接，控制器通过通讯装置与服务器通讯。控制器获得的导体条400接触后的电阻以及其他电参数变形数据，可以通过通讯装置发送至服务器，并在服务器中进行运算、数据分享等等。

通讯装置可以是北斗通讯装置或蓝牙通讯装置，可以是4G通讯或5G通讯，或者其它各类型的通讯，可以是有线通讯，也可以是无线通讯。

为了实现对管体300端部的保护以及密封，管体300的端部连接有安装盒，安装盒封闭管体300的端部，监测装置置于安装盒中，各种连接的线体也可以置于安装盒中，从而避免在地层100中，对管体300的内部等造成损坏。

利用安装盒将管体的两端封闭布置，这样，不仅可以起到防水作用，且隔绝外部的污染物等进入管体的内部。

本实施例中，为了实现导体条400在管体300内的安装，管体300内设置有两个受压变形的变形板，变形板沿着管体300的轴向延伸布置，导体条400连接在变形板上，且两个导体条400呈相对布置。这样，当管体300受压变形时，变形板也随之受压变形，变形板上的导体条400也随之变形。

变形板的形状可以多样化，根据安装的需要而定；导体条400贴附在变形板上，也可以其他方式连接在变形板上。

或者，作为另外的实施例，管体300的内侧壁设置有两个安装槽，安装槽沿着管体300的轴向延伸布置，导体条400置于安装槽中；安装槽具有朝向管体300中部的外端开口，导体条400通过外端开口显露出安装槽。

利用安装槽，可以将导体条400固定在管体300的内侧壁上，且导体条400也会随着管体300的变形而变形。

安装槽具有两个相对布置的内侧壁，安装槽的内侧壁上设置有绝缘层，导体条400与管体300通过绝缘层绝缘隔离。

或者，导体条400在管体300内的安装结构还可以有其它多种方式，具体可视实际需要而定。

管体300内设有多个导体条400，多个导体条400沿着管体300的周向间隔布置，多个导体条400的一端共同连接有电源，多个导体条400的另一端共同连接有电源。

这样，由于多个导体沿着管体300的周向间隔布置，当导体之间发生接触时，根据接触的导体的方位的不同，则可以判断出地层100变形的方向，例如朝下直接受压变形，还是倾斜状受压变形等等。

本实施例中，导体条400为导电材料制成，可以是银、铜、金、铝、镍、钢、合金，也可以是导电复合材料等。管体300可以呈硬质的，也可以呈软质，根据不同的埋设环境，选择不同的材质。

本实施例中，在管体300的内侧壁具有平直段301以及台阶段，其中，平直段301与台阶段相对间隔布置，在平直段301上设有导体条400。台阶段形成有多个高度相异的台阶302，各个台阶302上设置有上述的导体条400，多个台阶302上的导体条400与平直段301上的导体条400之间的间隔相异，且多个台阶302上的导体条400之间相互隔绝。

这样，当管体300变形时，通过判断不同台阶302上的导体条400与平直段301上的导体条400接触，从而可以获知管体300的变形位置以及变形程度。

相邻的台阶302之间设有绝缘段308，这样，保证相邻的导体条400之间不会接触导通。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.地层变形监测装置，其特征在于，包括埋设在地层内且受压变形的管体，所述管体内设有两个并行布置且为导电材质制成的导体条，所述导体条沿着所述管体的轴向延伸布置，两个所述导体条间隔布置；两个所述导体条的一端共同连接有监测装置，所述监测装置内设有电源。

2.如权利要求1所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述管体上设置有定位管体位置的定位器。

3.如权利要求1所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述监测装置包括控制器、信号收集器、信号监测器、通讯装置以及存储器，所述控制器与电源电性连接，所述控制器通过通讯装置与服务器通讯。

4.如权利要求1所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述管体的端部连接有安装盒，所述安装盒封闭所述管体的端部，所述监测装置置于所述安装盒中。

5.如权利要求1至4任一项所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述管体内设置有两个受压变形的变形板，所述变形板沿着所述管体的轴向延伸布置，所述导体条连接在所述变形板上，且两个所述导体条呈相对布置。

6.如权利要求1至4任一项所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述管体的内侧壁设置有两个安装槽，所述安装槽沿着所述管体的轴向延伸布置，所述导体条置于所述安装槽中；所述安装槽具有朝向所述管体中部的外端开口，所述导体条通过所述外端开口显露出所述安装槽。

7.如权利要求6所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述安装槽具有两个相对布置的内侧壁，所述安装槽的内侧壁上设置有绝缘层，所述导体条与管体通过所述绝缘层绝缘隔离。

8.如权利要求1至4任一项所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述管体内设有多个所述导体条，多个所述导体条沿着所述管体的周向间隔布置，多个所述导体条的一端共同连接所述监测装置。

9.如权利要求1至4任一项所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述管体呈水平状或纵向或倾斜状置于地层中。

10.如权利要求1至4任一项所述的地层变形监测装置，其特征在于，所述导体条的两端贯穿所述管体的两端。

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