CN220752321U - 一种地质灾害监测站 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于地址灾害监测技术领域，公开了一种地质灾害监测站，通过获取泥石流产生的次声波和地表震波进行监测预警，包括设置在地面上的立杆和设置在立杆上的主机箱，所述立杆包括可拆卸连接的仪器杆和空心杆，所述空心杆截面直径大于仪器杆的截面直径；仪器杆上设有主机箱和次声波探头，空心杆支撑仪器杆并通过底部设有的底座固定在地面上，空心杆内具有沿长度方向贯穿的通道，通道通过一端卡接在空心杆上部的吊绳连接悬吊在空心杆下部的检测器，通过检测器与设置在地面的磁体形成固定间隙进行地表震波检测。本实用新型结构简单方便安装，通过内置的震波检测器具有较好的外部一体性。

Description

一种地质灾害监测站

技术领域

本实用新型属于地质灾害监测技术领域，具体涉及一种地质灾害监测站。

背景技术

由于泥石流发生过程中都会形成地声波和次声波，为此可以通过采集地声或次声信号，并结合其它传感器信息对泥石流灾害进行预警。

现有针对地质灾害监测的手段有多种，其中具有突发性特征的泥石流的监测手段较少，通常都是在易发生泥石流等地质灾害的地区设置地质灾害监测站实时进行监测和预警。

这种地质灾害监测站是一种用于实时监测和预警地质灾害的设施，它结合了多种技术手段，如全球导航卫星系统、计算机技术、数据通信技术以及数据处理与分析技术等，用于对不稳定滑坡体、地面塌陷及地面沉降等地质灾害进行实时数据采集和分析。地质灾害监测站的主要功能包括：实时监测：通过部署在地质灾害易发区的传感器和设备，实时监测地质环境的变化，如土壤湿度、地下水位、地震波等。数据分析：收集到的数据会经过处理和分析，以识别地质灾害的迹象和趋势。预警发布：当监测数据达到预设的警戒阈值时，监测站会及时发布预警信息，以便相关部门和人员采取应对措施。

这种地质灾害监测站通常是结合当地的天气信息然后确定监测状态，然后再结合主要的特定特征的次声波以及地震波来实现对泥石流等突发性且反馈较弱的地质灾害预警和监测，其窗口期较短，故通常采用高灵敏度的传感器并设置在靠近易发生泥石流的地面上。其中，次声波的监测通过主要通过探头采集信息，然后通过训练好的次声波模型进行计算，并通过通讯单元实时与远端的后台服务器进行数据交互。而地表的地震波通常传播距离较近，衰减较高，利用悬挂的磁感应结构与地表固定的磁体形成相对间隙来实现高灵敏度的地表振动位移检测，这种结构一般没有集成在以杆作为主体结构的监测站上，现有技术也无法提供将该设备安装在杆上的技术细节。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种地质灾害监测站，旨在通过集成在杆上的次声波传感器以及杆内的地震波监测设备来提供高精度的泥石流等突然性弱反馈地质灾害监测，通过设置的特殊结构能够方便安装且具有较高的集成度，同时通过集成在杆内的设置方式更好的保障其不受外部其他因素的影响。

本实用新型所采用的技术方案为：

第一方面，本实用新型提供一种地质灾害监测站，通过获取泥石流产生的次声波和地表震波进行监测预警，包括设置在地面上的立杆和设置在立杆上的主机箱，所述立杆包括可拆卸连接的仪器杆和空心杆，所述空心杆截面直径大于仪器杆的截面直径；

仪器杆上设有主机箱和次声波探头，空心杆支撑仪器杆并通过底部设有的底座固定在地面上，空心杆内具有沿长度方向贯穿的通道，通道通过一端卡接在空心杆上部的吊绳连接悬吊在空心杆下部的检测器，通过检测器与设置在地面的磁体形成固定间隙进行地表震波检测。

结合第一方面，本实用新型提供第一方面的第一种实施方式，所述检测器为柱形结构，所述磁体固定在检测器的底部，检测器底部设有至少一个霍尔传感器，霍尔传感器通过缠绕在吊绳上的连接线与主机箱连接。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型提供第一方面的第二种实施方式，所述检测器外部设有外螺纹，通过外螺纹可拆卸连接有至少一个环形的配重。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型提供第一方面的第三种实施方式，所述底座内具有检测区，所述检测区的最小截面尺寸大于通道截面的直径；

所述磁体和检测器均设置在检测区内。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型提供第一方面的第四种实施方式，所述底座为通过螺栓装配的分体式结构，所述检测区为上下贯穿式的空间，检测区底部与地面连通，检测区上部与空心杆的通道底部开口连通；

所述磁体通过固定片固定在检测区底部的地面上。

结合第一方面的第四种实施方式，本实用新型提供第一方面的第五种实施方式，所述底座的检测区内通过设有的环形凸缘分隔为上部区和下部区，所述上部区为截面内径等于空心杆截面外径的柱形空间，所述检测器与磁体均设置在下部区。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型提供第一方面的第六种实施方式，所述空心杆上部的通道开口内沿具有向内延伸的沉台，所述沉台上放置有环形的转架，转架上设有至少一条调节轨，调节轨上设置有滑动定位杆，所述滑动定位杆下端连接有吊绳。

结合第一方面的第六种实施方式，本实用新型提供第一方面的第七种实施方式，所述滑动定位杆包括杆头和杆身，所述杆身穿过调节轨并由杆头限制卡在调节轨上，杆身的下端端部连接有吊绳；

所述杆身上通过螺纹连接有卡环，所述卡环与调节轨直线滑动限位连接，所述滑动定位杆绕轴线转动时所述杆头与卡环间隙变化，杆头与卡环间隙变化时，两个结构在调节轨的两侧形成对调节轨的夹持/释放。

结合第一方面的第六种实施方式，本实用新型提供第一方面的第八种实施方式，所述滑动定位杆的底端连接有锥形螺旋簧，通过锥形螺旋簧连接吊绳。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型提供第一方面的第九种实施方式，所述空心杆与仪器杆之间通过法兰连接部可拆卸连接，法兰连接部上设有若干固定螺栓。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型通过两段式的杆结构设计，不仅方便下部的空心杆先竖立设置在地面上，并方便调节空心杆内部设置的吊绳以及检测器，在保证检测器与地面的磁体形成对应状态后单独调试，再安装空心杆上的仪器杆，方便安装设置，使得整个设备具有较高的集成度，且通过仪器杆安装后对空心杆的通道上口封闭，使得对处于悬吊状态的检测器形成较好的保护效果，避免外部除地质变化外的外力作在悬吊的检测器上影响检测精度；

（2）本实用新型通过在底座内设有较大空间的检测区，方便柱状的检测器能够保持较好的悬吊状态，同时也适用于一定长度的吊绳悬吊的检测器与底座之间具有较大的间隙，使得在一些不平整地面设置时，在立杆不调平的状态下，检测器在底座内也能够保持悬空状态；

（3）本实用新型通过磁体和具有霍尔传感器的检测器实现地表位移检测，并通过固定在空心杆上部的吊绳进行悬吊，能够提高其检测精度，无论是横波还是纵波都能够进行检测，尤其是设置的锥形螺旋簧能够进一步提高纵波时悬吊状态的检测器的悬空状态；

（4）本实用新型通过设有的转架结构能够方便从顶部调节吊绳的固定位置，从而使得在通道没有保持竖直状态时吊绳不会与通道内壁接触。

附图说明

图1是本实用新型实施例中整个监测站的正视图；

图2是本实用新型实施例中整个监测站的轴测图；

图3是本实用新型实施例中整个监测站在分离状态下的轴测图；

图4是本实用新型图3中的A局部放大示意图；

图5是本实用新型实施例中空心杆和拆开的底座装配时的俯视图；

图6是本实用新型实施例中空心杆和拆开的底座装配时的正视图；

图7是本实用新型实施例中空心杆和拆开的底座装配时的轴测图；

图8是本实用新型实施例中切开的空心杆和底座装配时的轴测图；

图9是本实用新型图8中的B局部放大示意图；

图10是本实用新型图8中的C局部放大示意图。

图中：1-光伏板，2-次声波探头，3-主机箱，4-仪器杆，5-法兰连接部，6-空心杆，7-底座，8-固定螺栓，9-通道，10-滑动定位杆，11-转架，12-检测区，13-检测器，14-配重，15-固定片，16-吊绳，17-调节轨，18-锥形螺旋簧，19-磁体。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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申请中的具体含义。

实施例1：

在地质灾害监测站的实际应用中，本实施例公开一种能够同时获取地质灾害所产生的次声波和地震波的灾害监测站，参照图1-图10，该监测站具有独特结构的立杆和主机箱3。

其中，立杆由仪器杆4和空心杆6两部分组成，两部分通过可拆卸的方式连接。仪器杆4上集成了主机箱3和若干次声波探头2，同时还设有光伏板1，主机箱3内设有控制PLC和电池，通过光伏板1来对电池充电保持该设备的持续运行。而次声波探头2与主机箱3通过线缆连接，通过主机箱3进行控制和供电，通过次声波探头2用于接收和处理地质灾害中例如泥石流等产生的次声波信号。

而空心杆6的截面直径大于仪器杆4，仪器杆4设置在空心杆6上部，相互连接后立在地面上保持竖直状态，通过截面尺寸更大的空心杆6结构不仅使得组合形成的立杆能够稳固地支撑仪器杆4上的设备，然后通过底部的底座7固定在地面上，本身能够具有较好的结构强度，方便在空心杆6内集成专门收集地表震波的仪器。

为了实现地表震波的检测，在空心杆6内部设计了一个沿长度方向贯穿的通道9。通道9通过一端卡接在空心杆6上部的吊绳16连接了悬吊在空心杆6下部的检测器13。吊绳16本身不仅用于固定悬吊检测器13，同时还集成有线缆，检测器13通过线缆与主机箱3实现供电和控制连接，而线缆本身并不受力，一般绕制在吊绳16上处于松弛状态。

而检测器13与设置在地面的磁体19之间保持了一定的固定间隙，磁体19通过设有的圆形的固定片15固定在地面上。当检测器13通过吊绳16悬吊并保持静止时，检测器13与地面的磁体19之间相对静止固定，此时检测器13中的检测值几乎恒定，当地表发生震波时，这个间隙的变化会被检测到，从而实现对地表震波的监测。

在具体的实施中，采用了柱形结构的检测器13，并在其底部固定了磁体19。检测器13的底部还设有至少一个霍尔传感器，霍尔传感器能够准确地检测到与磁体19之间的间隙变化，即通过外部磁场的变化改变电信号，并将信号传递给主机箱3进行处理。

为了增加检测器13的稳定性和可靠性，本实施例在柱状的检测器13外部设计了外螺纹，通过这些外螺纹，可以可拆卸地连接至少一个环形的配重14，从而根据实际需要调整检测器13的重量和稳定性。同时，为了避免对霍尔传感器的检测造成影响，配重14本身会采用无机材料制成，一般为陶瓷材料。

进一步地，参照图7，本实施例中的底座7内部设置了一个检测区12，检测区12的最小截面尺寸大于通道9的截面直径，以确保检测器13和磁体19能够顺利放入。检测区12和通道9的设计使得磁体19和检测器13都能够设置在检测区12内，从而实现对地表震波的有效监测。

为了方便安装和拆卸，将底座7设计为通过螺栓装配的分体式结构。检测区12被设计为上下贯穿式的空间，其底部与地面连通，上部与空心杆6的通道9底部开口连通。这样的设计使得操作人员可以方便地对检测器13和磁体19进行安装和维护。

在底座7的检测区12内，进一步通过设有的环形凸缘分隔为上部区和下部区。上部区的设计为截面内径等于空心杆6截面外径的柱形空间，用于支撑空心杆6。而检测器13和磁体19则被设置在下部区，这样的设计使其能够更稳定地工作。

参照图9，为了实现对吊绳16长度的灵活调节，在空心杆6上部的通道9开口内沿设计了向内延伸的沉台。沉台上放置了环形的转架11，转架11上设有至少一条调节轨17。调节轨17上设置有滑动定位杆10，通过滑动定位杆10的下端连接吊绳16，我们可以方便地调节吊绳16的长度，从而实现对检测器13位置的精确控制。

进一步地，滑动定位杆10包括杆头和杆身两部分，杆身穿过调节轨17并由杆头限制卡在调节轨17上。杆身的下端端部连接有吊绳16，用于悬挂检测器13。同时，杆身上还通过螺纹连接了卡环，卡环与调节轨17直线滑动限位连接。当旋转杆头时，卡环会与杆头之间的相对间隙变化，使得滑动定位杆10与调节轨17之间在夹持限位固定与释放滑动连接两个状态转变，即在转架11所在平面上调节滑动定位杆10的位置，从而调节吊绳16以及下部的检测器13的相对位置，方便在安装时整个立杆未处于标准的竖直状态时检测器会与底座7内壁接触影响其检测。

为了进一步提高吊绳16的稳定性和可靠性，在滑动定位杆10的底端连接了锥形螺旋簧18。锥形螺旋簧18能够有效地吸收和缓冲外界对吊绳16的冲击力，在整个立杆受到外部作用力振动时，锥形螺旋簧18能够吸收振动力致使悬吊在下部的检测器13能够保持相对静止状态，从而与地面固定的磁体19之间产生相对位移。

为了方便仪器杆4和空心杆6之间的连接和拆卸，连接处采用了法兰连接部5的设计。法兰连接部5上设有若干固定螺栓8，通过旋紧这些螺栓，可以实现仪器杆4和空心杆6之间的稳固连接。这种连接方式不仅简单方便，而且具有较高的强度和稳定性。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种地质灾害监测站，通过获取泥石流产生的次声波和地表震波进行监测预警，其特征在于：包括设置在地面上的立杆和设置在立杆上的主机箱（3），所述立杆包括可拆卸连接的仪器杆（4）和空心杆（6），所述空心杆（6）截面直径大于仪器杆（4）的截面直径；

仪器杆（4）上设有主机箱（3）和次声波探头（2），空心杆（6）支撑仪器杆（4）并通过底部设有的底座（7）固定在地面上，空心杆（6）内具有沿长度方向贯穿的通道（9），通道（9）通过一端卡接在空心杆（6）上部的吊绳（16）连接悬吊在空心杆（6）下部的检测器（13），通过检测器（13）与设置在地面的磁体（19）形成固定间隙进行地表震波检测。

2.根据权利要求1所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述检测器（13）为柱形结构，所述磁体（19）固定在检测器（13）的底部，检测器（13）底部设有至少一个霍尔传感器，霍尔传感器通过缠绕在吊绳（16）上的连接线与主机箱（3）连接。

3.根据权利要求2所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述检测器（13）外部设有外螺纹，通过外螺纹可拆卸连接有至少一个环形的配重（14）。

4.根据权利要求2所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述底座（7）内具有检测区（12），所述检测区（12）的最小截面尺寸大于通道（9）截面的直径；

所述磁体（19）和检测器（13）均设置在检测区（12）内。

5.根据权利要求4所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述底座（7）为通过螺栓装配的分体式结构，所述检测区（12）为上下贯穿式的空间，检测区（12）底部与地面连通，检测区（12）上部与空心杆（6）的通道（9）底部开口连通；

所述磁体（19）通过固定片（15）固定在检测区（12）底部的地面上。

6.根据权利要求5所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述底座（7）的检测区（12）内通过设有的环形凸缘分隔为上部区和下部区，所述上部区为截面内径等于空心杆（6）截面外径的柱形空间，所述检测器（13）与磁体（19）均设置在下部区。

7.根据权利要求2所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述空心杆（6）上部的通道（9）开口内沿具有向内延伸的沉台，所述沉台上放置有环形的转架（11），转架（11）上设有至少一条调节轨（17），调节轨（17）上设置有滑动定位杆（10），所述滑动定位杆（10）下端连接有吊绳（16）。

8.根据权利要求7所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述滑动定位杆（10）包括杆头和杆身，所述杆身穿过调节轨（17）并由杆头限制卡在调节轨（17）上，杆身的下端端部连接有吊绳（16）；

所述杆身上通过螺纹连接有卡环，所述卡环与调节轨（17）直线滑动限位连接，所述滑动定位杆（10）绕轴线转动时所述杆头与卡环间隙变化。

9.根据权利要求7所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述滑动定位杆（10）的底端连接有锥形螺旋簧（18），通过锥形螺旋簧（18）连接吊绳（16）。

10.根据权利要求2所述的一种地质灾害监测站，其特征在于：所述空心杆（6）与仪器杆（4）之间通过法兰连接部（5）可拆卸连接，法兰连接部（5）上设有若干固定螺栓（8）。