CN218973532U - 一种滑坡监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种滑坡监测装置，包括监测模块；所述监测模块包括波导管、压电式传感器和雨量计；所述波导管竖直设置于监测区域中，所述波导管的顶端伸出地表；所述压电式传感器的耦合面贴合在波导管顶端的侧壁上；所述雨量计设置于波导管的顶端。本实用新型通过接触式监测方式对滑坡风险区域进行声发射信号的监测，同时结合雨量计的监测信息，提升了监测预警的准确性；与此同时，本申请中的监测装置结构简单，装置造价低，具备在偏远地区、低收入地区、大范围监测地区推广应用的价值。

Description

一种滑坡监测装置

技术领域

本实用新型涉及地质安全监测技术领域，具体涉及一种滑坡监测装置。

背景技术

滑坡是一种常见的地质灾害，每年因为非地震诱发的滑坡事故在全球造成5000多人死亡。现有的滑坡监测方法可分为接触式监测和非接触式监测两种，接触式的监测是在滑坡风险区域布设GNSS、测斜仪、裂缝计、震监测等传感器进行监测，非接触式监测是在滑坡监测区域外采用可见光卫星、InSAR卫星、地基SAR、视频监控等遥感方式进行监测。

采用遥感遥测等非接触手段监测滑坡等地质灾害通常是大范围的，监测的频次较低，对点多、面广的小型滑坡监测来说并不太适用。接触式监测也是目前常用的监测方法，采用物联网加互联网的形式，使用北斗等传感器对滑坡风险区域进行实时在线监测，这种方式监测的数据实时性强、监测数据准确，但是项目建设费用动辄数十万甚至上百万，而且系统的建设和使用都较为复杂，后续的维护费用也比较高。

综上所述，急需一种滑坡监测装置以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种滑坡监测装置，以解决现有滑坡监测方式效果差、成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种滑坡监测装置，包括监测模块；所述监测模块包括波导管、压电式传感器和雨量计；所述波导管竖直设置于监测区域中，所述波导管的顶端伸出地表；所述压电式传感器的耦合面贴合在波导管顶端的侧壁上；所述雨量计设置于波导管的顶端。

优选的，所述波导管为钢管。

优选的，所述雨量计上设有水平仪。

优选的，一种滑坡监测装置还包括与监测模块连接的预警模块；所述预警模块包括数据转换与处理模块、通信装置和警报装置；所述数据转换与处理模块分别与所述通信装置、警报装置、压电式传感器和雨量计连接。

优选的，所述通信装置包括通信天线。

优选的，所述警报装置包括警报喇叭和警示灯。

优选的，一种滑坡监测装置还包括分别与所述监测模块和预警模块连接的供电模块。

优选的，所述供电模块包括光伏板和与光伏板连接的蓄电池。

优选的，所述供电模块与预警模块之间通过铠装线缆连接。

优选的，所述波导管的顶端设有用于安装预警模块和供电模块的连接件或安装座。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型中，通过接触式监测方式对滑坡风险区域进行声发射信号的监测，同时结合雨量计的监测信息，提升了监测预警的准确性；与此同时，本申请中的监测装置结构简单，装置造价低，具备在偏远地区、低收入地区、大范围监测地区推广应用的价值。

(2)本实用新型中，波导管为钢制波导管，声发射在钢介质中的衰减非常低，可以沿着钢制波导管传播很长的距离，有利于提升监测的稳定性。

(3)本实用新型中，为了保证雨量计的计量准确性，需保证雨量计安装时为水平状态；在雨量计上设有水平仪，用于保证雨量计的安装精度。

(4)本实用新型中，数据转换与处理模块分别与通信装置、警报装置、压电式传感器和雨量计连接；用于接收压电式传感器监测的声发射信息和雨量计监测的降雨量信息；若达到相应的预警阈值，则向通信装置和警报装置发送相应的预警信息；其中通信装置向监控中心发送预警信息，便于监控中心及时启动应急预案；警报装置启动，发出声光报警信息，便于监控中心的工作人员迅速发现发出警报的监测区域，便于滑坡区域群众发现险情及时转移。

(5)本实用新型中，通过通信天线实现监测区域与监控中心的无线通信，不需在现场布设通信线路，降低系统的维护成本。

(6)本实用新型中，可通过光伏板吸收太阳能，并转换为电能存储在蓄电池中，为各部件正常工作供电，不需要外接市电，便于在偏远地区进行监测区域布设。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例中一种滑坡监测装置的结构示意图；

图2是本申请实施例图1的局部细节图；

其中，1、波导管，2、压电式传感器，3、雨量计，4、数据转换与处理模块，5、通信装置，6、警报喇叭，7、警示灯，8、光伏板，9、蓄电池，10、波导管安装孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

参见图1至图2，一种滑坡监测装置，本实施例应用于滑坡监测预警。

一种滑坡监测装置，包括监测模块、预警模块和供电模块，监测模块用于对滑坡相关信息进行监测，预警模块对相应监测信息进行处理后向现场人员进行预警，供电模块用于向监测模块和预警模块供电，保证各个模块的正常工作；下面结合各个模块的具体结构进行说明。

参见图1，所述监测模块包括波导管1、压电式传感器2和雨量计3；所述波导管1竖直设置于监测区域中，所述波导管1的顶端伸出地表；所述压电式传感器2的耦合面贴合在波导管1顶端的侧壁上；当发生滑坡时，土壤颗粒和土壤颗粒之间发生相对运动，由形变引起的弹性应力波形成声发射信号，属于超声波，但其生成的声发射的能量较低，且信号通过土壤传播到地面时会产生能量衰减，因此需要波导管1将地层滑动产生的声发射传导至压电式传感器2中，实现对滑坡的监测；由于声发射信号在钢介质中的衰减非常低，本申请中的波导管1采用钢管，声发射信号可以沿着钢制波导管1传播很长的距离，有利于提升监测的稳定性；波导管1的直径可根据需要进行选择，优选钢管直径为50、75或110(单位：mm)。

所述雨量计3设置于波导管1的顶端，可以对降雨量信息进行监测，这是由于短时间大量降雨是滑坡的主要诱因之一，因此当降雨量超过阈值时，可提高声发射监测的频率，便于及时对滑坡进行监测和预警；在监测模块中集成雨量计3能够显著提高监测预警的准确性，减少误报警。为了保证雨量计3的计量准确性，需保证雨量计3安装时为水平状态；本申请中，在所述雨量计3上设有水平仪，用于保证雨量计3的安装精度。

参见图2，所述预警模块包括数据转换与处理模块4、通信装置5和警报装置；所述数据转换与处理模块4分别与所述通信装置5、警报装置、压电式传感器2和雨量计3连接；用于接收压电式传感器2监测的声发射信息和雨量计3监测的降雨量信息；若达到相应的预警阈值，则向通信装置5和警报装置发送相应的预警信息；其中通信装置5向监控中心发送预警信息，便于监控中心及时启动应急预案；警报装置启动，便于监控中心的工作人员迅速发现发出警报的监测区域。

所述通信装置5包括通信天线，通过4G、5G等无线网格进行监测数据和预警数据的远程传输。

所述警报装置包括警报喇叭6和警示灯7，便于及时发出声光预警信号，在事故发生时，提醒周边群众及时逃生，以减低滑坡事故造成的影响；同时也便于控制中心的工作人员迅速发现发出警报的监测区域，启动相应的应急预案。

所述供电模块包括光伏板8和与光伏板8连接的蓄电池9；可通过光伏板8吸收太阳能，并转换为电能存储在蓄电池9中，为各部件正常工作供电。

所述供电模块与预警模块之间通过铠装线缆连接，可以提高线缆的强度，增强线缆的抗拉强度，有利于提升线缆的使用寿命。

为了实现各部件的固定安装，所述波导管1的顶端设有用于安装预警模块和供电模块的连接件或安装座。本实施例中，预警模块集成安装在一个警报器壳体内，如图2所示，同时为了对压电式传感器2和蓄电池9进行保护，也将压电式传感器2和蓄电池9设置在警报器壳体内部；波导管1的顶端设有用于与警报器壳体连接的连接件，连接件优选抱箍，可根据警报器外壳的尺寸进行调节，实现警报器壳体与波导管1之间的固定安装，从而实现预警模块与波导管1之间的固定安装；本实施例中，波导管1的顶端还设有用于安装光伏板8的安装座，便于实现供电模块的固定设置。

一种滑坡监测装置的使用方法如下：

步骤一：在滑坡体监测区域内选点，根据地勘资料进行分析，如土壤中含砂(石)量较高，可在选定位置采用打夯机将钢制波导管1直接打入地下；如果土壤是细粒土，在选点位置进行钻孔，钻孔孔底高程应低于滑动面，根据地勘资料确定钻孔深度。

步骤二：为了增加声发射信号的强度，使得压电式传感器2能够检测到声发射信号，需要在波导管安装孔10内使用砂石(碎玻璃亦可)进行回填，使土壤、砂石与波导管1侧壁紧密接触，有利于实现声发射信号的传导。

步骤三：在波导管1的顶部安装预警模块(即警报器壳体)，安装时要注意，压电式传感器2的耦合面要与波导管1侧壁的外表面紧密贴合。

步骤四：将警报器壳体中的蓄电池9与光伏板8连接，通过光伏板8为蓄电池9充电，实现7天24小时不间断监测预警。

步骤五：在雨量计3监测到的降雨量超过预警阈值时，预警模块会通过通信天线向监控中心发送预警信息，同时提高声发射监测的频率。

步骤六：在监测到声发射的频率超过预警阈值时，预警模块会通过警报喇叭6和警示灯7进行声光报警，同时通过通信天线将预警信息发送至监控中心，由监控中心及时启动滑坡应急预案。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滑坡监测装置，其特征在于，包括监测模块；所述监测模块包括波导管(1)、压电式传感器(2)和雨量计(3)；所述波导管(1)竖直设置于监测区域中，所述波导管(1)的顶端伸出地表；所述压电式传感器(2)的耦合面贴合在波导管(1)顶端的侧壁上；所述雨量计(3)设置于波导管(1)的顶端。

2.根据权利要求1所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，所述波导管(1)为钢管。

3.根据权利要求1所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，所述雨量计(3)上设有水平仪。

4.根据权利要求1所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，还包括与监测模块连接的预警模块；所述预警模块包括数据转换与处理模块(4)、通信装置(5)和警报装置；所述数据转换与处理模块(4)分别与所述通信装置(5)、警报装置、压电式传感器(2)和雨量计(3)连接。

5.根据权利要求4所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，所述通信装置(5)包括通信天线。

6.根据权利要求4所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，所述警报装置包括警报喇叭(6)和警示灯(7)。

7.根据权利要求4至6任意一项所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，还包括分别与所述监测模块和预警模块连接的供电模块。

8.根据权利要求7所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，所述供电模块包括光伏板(8)和与光伏板(8)连接的蓄电池(9)。

9.根据权利要求7所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，所述供电模块与预警模块之间通过铠装线缆连接。

10.根据权利要求7所述的一种滑坡监测装置，其特征在于，所述波导管(1)的顶端设有用于安装预警模块和供电模块的连接件或安装座。

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