CN219141905U - 一种泥水位监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自然灾害监测技术领域，特别涉及一种泥水位监测装置；包括固定桩，所述固定桩的侧面连接有若干地下管道，所述地下管道内部设有拉线，所述拉线的一端固定连接有监测块，所述拉线的另一端穿设地下管道与拉力传感器连接，所述固定桩的侧面固定安装有泥土水分含量传感组件，所述固定桩上固定安装有支撑架，所述支撑架上固定安装有泥位计、雨量传感器、摄像头、太阳能供电系统和控制箱，所述控制箱内设有控制器、远程通信装置和供电模块。本实用新型采用多种传感器以及多个拉线，可同时监测沟道上多个地方的泥石流滑坡情况，检测范围大，还能降低因个别位置的石块滑动易导致的泥石流误判，多种监测数据可辅助判断发生泥石流的可能性。

Description

一种泥水位监测装置

技术领域

本实用新型涉及自然灾害监测技术领域，特别涉及一种泥水位监测装置。

背景技术

泥石流是高原山区常见的一种地质灾害，由于其突发性(往往发生在夜间)，冲毁建筑设施、道路、农田等，甚至造成人员伤亡，对流域附近的人类生产生活造成极大威胁。因此，对泥石流进行预警预报，在泥石流爆发后提前发出预警预报，可以在很大程度上减少人员伤亡与经济损失，最大限度地保护人民的生命财产安全。

目前，针对泥水位的泥石流监测方法主要有两种。一是采用拉线式监测装置，具体监测方法为：在垂直于泥石流沟道方向拉一道细线，当泥石流发生时细线被冲断，随即固定在沟道两侧的报警器发出预警信息；采用拉线式监测装置的缺点是：个别位置的石块滑动易导致的泥石流误判，且拉线监测手段单一，缺少辅助判断发生泥石流可能性的装置，实用性较差。二是采用点位红外探测装置，具体监测方法为：通过罩有锥形筒的红外探测器，自上而下垂直监测沟道内某一点距离探头的距离，若发生泥石流则探测距离会缩短，从而达到泥石流监测的目的；采用点位红外探测装置监测的缺点是：监测目标范围小，不能对沟道上多个地方的泥石流滑坡情况进行探查。为此，提出一种泥水位监测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供及一种泥水位监测装置，该装置采用多种传感器以及多个拉线，可同时监测沟道上多个地方的泥石流滑坡情况，检测范围大，同时，还能降低因个别位置的石块滑动易导致的泥石流误判，监测手段多样，多种监测数据可辅助判断发生泥石流的可能性，实用性强。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种泥水位监测装置，包括恒阻大变形锚索和呈圆柱状的固定桩，固定桩的中心位置开设安装孔，恒阻大变形锚索的自由端固定安装于安装孔中，所述固定桩的侧面可拆卸连接有若干地下管道，所述地下管道埋在泥石流沟道的地下，所述地下管道远离固定桩的一端向外延伸，所述地下管道内部设有拉线，所述拉线的一端固定连接有监测块，所述拉线的另一端穿设地下管道与拉力传感器连接，所述拉力传感器设置于固定桩侧面上，所述固定桩的侧面固定安装有泥土水分含量传感组件，所述固定桩上固定安装有支撑架，所述支撑架上固定安装有泥位计、雨量传感器、摄像头、太阳能供电系统和控制箱，所述控制箱内设有控制器、远程通信装置和供电模块，所述拉力传感器、泥土水分含量传感组件、泥位计、雨量传感器、摄像头、远程通信装置、供电模块分别与控制器电连接，所述太阳能供电系统和供电模块电连接。

具体的，所述固定桩的侧面与地下管道之间的可拆卸连接为法兰连接。

具体的，所述拉线在地下管道内处于绷紧状态，所述拉力传感器设置于地下管道的上方，在所述地下管道靠近拉力传感器的位置开设有线孔，所述拉线穿设线孔与拉力传感器连接。

具体的，所述泥土水分含量传感组件为安装座和土壤湿度传感器，所述安装座固定安装于固定桩的侧面，所述安装座上开设有环形安装槽，所述土壤湿度传感器通过螺栓固定安装于环形安装槽上，所述土壤湿度传感器的下端设有测量探针，所述测量探针插入地下。

具体的，所述太阳能供电系统包括太阳能安装架和太阳能板，所述太阳能安装架通过螺栓固定安装于安装支撑架上，所述太阳能板通过螺栓固定安装于太阳能安装架上，所述太阳能板与供电模块电性连接。

具体的，所述供电模块为锂电池。

具体的，所述远程通信装置为4G-DTU模块或GSM通信模块。

具体的，所述支撑架上通过螺栓固定安装有避雷针。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过设置多个地下管道、拉线、拉力传感器和监测块，若泥石流沟道出现滑坡泥石流时，表层土发生下滑，从而带动监测块向下移动，且每个监测块为一个监测点，多个监测点可增大监测面积，同时，监测块移动导致拉线被拉动，从而使拉力传感器监测到拉力信号，进而反馈给控制器，判断存在滑坡泥石流的可能性，并且，还能降低因个别位置的石块滑动易导致的泥石流误判；通过设置泥土水分含量传感组件、泥位计、雨量传感器和摄像头，用于实时采集现场的降雨量、泥土含水量、水位、图像等信息，多种监测手段，能够辅助判断发生泥石流的可能性，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种泥水位监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中泥水位监测装置于泥石流沟道监测区域的剖面图；

图3为本实用新型实施例中A处的放大图；

图4为本实用新型实施例中安装座的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中安装座的侧面结构示意图；

图6为本实用新型实施例中泥水位监测装置的原理框图。

附图标记：泥石流沟道监测区域1、固定桩2、支撑架3、安装座4、土壤湿度传感器5、测量探针6、控制箱7、泥位计8、摄像头9、雨量传感器10、太阳能安装架11、太阳能板12、避雷针13、拉力传感器14、拉线15、线孔16、地下管道17、恒阻大变形锚索18、锚固段19、自由段20、压电式力学传感器21、监测块22、环形安装槽23。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

参考附图1-6，一种泥水位监测装置，包括恒阻大变形锚索18和呈圆柱状的固定桩2，固定桩2的中心位置开设安装孔，恒阻大变形锚索18的自由端固定安装于安装孔中，所述固定桩2的侧面可拆卸连接有若干地下管道17，所述地下管道17埋在泥石流沟道的地下，所述地下管道17远离固定桩2的一端向外延伸，所述地下管道17内部设有拉线15，所述拉线15的一端固定连接有监测块22，所述拉线15的另一端穿设地下管道17与拉力传感器14连接，所述拉力传感器14设置于固定桩2侧面上，所述固定桩2的侧面固定安装有泥土水分含量传感组件，所述固定桩2上固定安装有支撑架3，所述支撑架3上固定安装有泥位计8、雨量传感器10、摄像头9、太阳能供电系统和控制箱7，所述控制箱7内设有控制器、远程通信装置和供电模块，所述拉力传感器14、泥土水分含量传感组件、泥位计8、雨量传感器10、摄像头9、远程通信装置、供电模块分别与控制器电连接，所述太阳能供电系统和供电模块电连接。

在本实施例中，本实用新型涉及的恒阻大变形锚索18包括锚固段19和自由段20，同时施工时还需要一个压电式力学传感器21，施工时，首先在泥石流沟道监测区域1内开设放置孔，将恒阻大变形锚索18的锚固段19安装于放置孔内，并将恒阻大变形锚索18的自由段20一端伸出放置孔，将压电式力学传感器21设置于自由段20伸出放置孔外的端部，其中，压电式力学传感器21用于对恒阻大变形锚索18进行力学监测，当恒阻大变形锚索18的自由段20受到外力作用后，压电式力学传感器21会将采集到的力学信号反馈给控制器，以确定该监测区域的安全性。

在本实施例中，本实用新型涉及的放置孔的施工步骤为现有技术(参考CN105096533A)，包括但不限于：采用套管钻进，形成放置孔的第一段孔；自第一段孔的孔底对第一段孔进行反向高压注浆，使浆液扩散至周边区域，形成注浆区；在注浆区内形成放置孔的第二段孔；自第二段孔的孔底进行反向高压注浆，使浆液扩散至周边区域，形成第二注浆区；在第二注浆区内形成放置孔的第三段孔。

在本实施例中，本实用新型涉及的固定桩2设置在泥石流沟道监测区域1位置，并且为恒阻大变形锚索18的自由段20端部提供支撑；并且，将拉力传感器14、支撑架3和泥土水分含量传感组件均设置于固定桩2上，利用固定桩2一方面可对恒阻大变形锚索18提供预应力支撑，另一方面能对拉力传感器14、支撑架3和泥土水分含量传感组件提供保护作用。

在本实施例中，所述固定桩2的侧面与地下管道17之间的可拆卸连接为法兰连接。

在本实施例中，通过在固定桩2的侧面固定焊接第一法兰盘以及在地下管道17的端部焊接第二法兰盘，然后在装配时，在第一法兰盘和第二法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将第一法兰盘和第二法兰盘拉紧使其紧密结合起来，便于拆装。

在本实施例中，所述拉线15在地下管道17内处于绷劲状态，所述拉力传感器14设置于地下管道17的上方，在所述地下管道17靠近拉力传感器14的位置开设有线孔16，所述拉线15穿设线孔16与拉力传感器14连接；通过设置线孔16，便于拉线15穿设地下管道17，并与拉力传感器14，使用方便。

在本实施例中，所述泥土水分含量传感组件为安装座4和土壤湿度传感器5，所述安装座4固定安装于固定桩2的侧面，所述安装座4上开设有环形安装槽23，所述土壤湿度传感器5通过螺栓固定安装于环形安装槽23上，所述土壤湿度传感器5的下端设有测量探针6，所述测量探针6插入地下。

在本实施例中，通过在安装座4上设置环形安装槽23，利用螺栓将土壤湿度传感器5安装于环形安装槽23处，便于根据监测需要，调整测量探针6插入地下的长度，进而提高实用性。

在本实施例中，所述太阳能供电系统包括太阳能安装架11和太阳能板12，所述太阳能安装架11通过螺栓固定安装于安装支撑架3上，所述太阳能板12通过螺栓固定安装于太阳能安装架11上，所述太阳能板12与供电模块电性连接。

在本实施例中，所述供电模块为锂电池。

在本实施例中，所述远程通信装置为4G-DTU模块或GSM通信模块，用于将监测并处理的实时降雨量、泥土含水量、水位、图像等信息，传输给后台管理中心，同时可以接收后台管理中心的控制指令，以便实现信息传输和预警。

在本实施例中，所述支撑架3上通过螺栓固定安装有避雷针13。

在本实施例中，泥位计8，用于监测水位，其中，泥位计8为现有技术，常用超声波式水位计；拉力传感器14，用于监测拉线15的拉力；雨量传感器10，用于监测雨量；摄像头9，用于采集现场图像；另外，土壤湿度传感器5、泥位计8、雨量传感器10、摄像头9、拉力传感器14均为现有技术，对其型号均不做具体限定。

本实用新型的工作流程：应用时，首先在工厂预制好固定桩2、恒阻大变形锚索18和支撑架3等，并运输至监测现场；经过开挖、处理并注浆，得到放置孔，待放置孔形成后，将恒阻大变形锚索18放置在放置孔内，恒阻大变形锚索18的锚固段19位于孔底，自由段20的一个端部伸出放置孔外，将压电式力学传感器21设置于自由段20伸出放置孔外的端部，同时，利用固定桩2的安装孔，将恒阻大变形锚索18的自由端固定安装于安装孔中，同时，将地下管线铺设在预定的监测位置，在地下管道17内部安装拉线15，并利用固定桩2与地下管道17之间的法兰连接，将地下管道17与固定桩2装配在一起，将拉线15的一端穿设线孔16，连接在拉力传感器14上，随后将支撑架3通过螺栓固定安装在固定桩2上，利用多个拉线15，可同时监测沟道上多个地方的泥石流滑坡情况，检测范围大，利用控制器采集并处理土壤湿度传感器5、泥位计8、雨量传感器10、摄像头9各监测数据，从而使得检测当地的土壤湿度、水位、雨量综合判断发生泥石流的可能性，并经由远程通信装置将监测并处理的实时降雨量、泥土含水量、水位、图像等信息，传输给后台管理中心，同时可以接收后台管理中心的控制指令，以便实现信息传输和预警。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种泥水位监测装置，包括恒阻大变形锚索和呈圆柱状的固定桩，固定桩的中心位置开设安装孔，恒阻大变形锚索的自由端固定安装于安装孔中，其特征在于，所述固定桩的侧面可拆卸连接有若干地下管道，所述地下管道埋在泥石流沟道的地下，所述地下管道远离固定桩的一端向外延伸，所述地下管道内部设有拉线，所述拉线的一端固定连接有监测块，所述拉线的另一端穿设地下管道与拉力传感器连接，所述拉力传感器设置于固定桩侧面上，所述固定桩的侧面固定安装有泥土水分含量传感组件，所述固定桩上固定安装有支撑架，所述支撑架上固定安装有泥位计、雨量传感器、摄像头、太阳能供电系统和控制箱，所述控制箱内设有控制器、远程通信装置和供电模块，所述拉力传感器、泥土水分含量传感组件、泥位计、雨量传感器、摄像头、远程通信装置、供电模块分别与控制器电连接，所述太阳能供电系统和供电模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种泥水位监测装置，其特征在于，所述固定桩的侧面与地下管道之间的可拆卸连接为法兰连接。

3.根据权利要求1所述的一种泥水位监测装置，其特征在于，所述拉线在地下管道内处于绷紧状态，所述拉力传感器设置于地下管道的上方，在所述地下管道靠近拉力传感器的位置开设有线孔，所述拉线穿设线孔与拉力传感器连接。

4.根据权利要求1所述的一种泥水位监测装置，其特征在于，所述泥土水分含量传感组件为安装座和土壤湿度传感器，所述安装座固定安装于固定桩的侧面，所述安装座上开设有环形安装槽，所述土壤湿度传感器通过螺栓固定安装于环形安装槽上，所述土壤湿度传感器的下端设有测量探针，所述测量探针插入地下。

5.根据权利要求1所述的一种泥水位监测装置，其特征在于，所述太阳能供电系统包括太阳能安装架和太阳能板，所述太阳能安装架通过螺栓固定安装于安装支撑架上，所述太阳能板通过螺栓固定安装于太阳能安装架上，所述太阳能板与供电模块电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种泥水位监测装置，其特征在于，所述供电模块为锂电池。

7.根据权利要求1所述的一种泥水位监测装置，其特征在于，所述远程通信装置为4G-DTU模块或GSM通信模块。

8.根据权利要求1所述的一种泥水位监测装置，其特征在于，所述支撑架上通过螺栓固定安装有避雷针。

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