CN106441057A - 一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置 - Google Patents

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范立民
贺卫中
李博
李永红
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Xi'an Jetta Observing And Controlling Co Ltd
Shaanxi Province Geologic Media Monitoring Master Station
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Abstract

本发明公开了一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，包括机箱，机箱的上罩和底板通过螺钉连接在一起，机箱内设置有位移传感装置，位移传感装置还和控制***连接，控制***和液晶屏连接，同时***接口通过信号线与外接影像拍摄装置相连，位移传感装置具体结构为：包括电位器，电位器通过信号线与控制***的处理器CPU连接，电位器还与导丝轮连接，导丝轮由其上缠绕的涂塑不锈钢钢丝绳驱动，并由卷簧复位。本发明解决了现有技术中存在的滑坡体在线监测预警***适用范围窄、各设备监测功能单一、自动化程度低、监测误差大以及测量精度低，上报数据难，不能低成本，及时、科学有效采集现场监测意义上的实时影像的问题。

Description

一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置
技术领域
本发明属于野外条件下监测滑坡、崩塌、泥石流状态的专业性测量及报警设备技术领域。在滑坡体监测中，自动测量滑坡体的相对位移；在泥石流监测中，自动测量物源的相对位移；在崩塌监测中，自动测量崩塌体的相对位移。同时，设备本身具有影像采集、开箱报警等功能，集数据的采集、处理、发送于一体。具体涉及一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置。
背景技术
目前国内专业用于滑坡体状态监测的仪器设备较多，主要用于滑坡体裂缝、滑坡体建筑物墙体裂缝监测。裂缝监测的设备有三种，一种是极限报警设备，其一般直接装在滑坡体建筑物裂缝上，一旦裂缝变化，立刻在现场报警。第二种为根据极限设定进行报警。一般用在建筑物室内裂缝上，精度高，达到±0.006mm，分辨率0.001mm，量程一般在±12.5mm，记录的数据定期用数据线下载到终端设备上。第三种为简易自动裂缝监测设备，安装在野外滑坡体裂缝上或是室内裂缝处，均可进行实时在线监测裂缝变化。
在监测、记录、报警的设备中，除简易自动裂缝监测设备外，各设备基本上需要人工操作读取数据，无在线监测、采集、记录发送数据、报警的功能；功能也无法全部集成到一种设备上，各设备为独立设备，数据的采集只能到现场，采集无法实现消除人为误差，数据采集麻烦，成本高；报警只能实现现场报警，无法让主管部门在第一时间知道。对于灾害监测点的视频监控影像则有采集不及时、不科学或成本高，满足不了监测意义的影像采集要求等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，解决了现有技术中存在的滑坡体在线监测预警***适用范围窄、各设备监测功能单一、自动化程度低、监测误差大、图像或视频传输成本高、不能低成本，及时、科学有效采集现场监测意义上的实时影像的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，包括机箱，机箱的上罩和底板通过螺钉连接在一起，机箱内设置有位移传感装置，位移传感装置还和控制***连接，控制***又和液晶屏连接，控制***可控制影像采集。控制***具体结构为：包括设置在机箱内的处理器CPU，处理器CPU分别和存储器、液晶屏、GPRS模块、报警器连接，GPRS模块又和设置在机箱外部的天线连接，处理器CPU与位移传感装置连接，位移传感装置具体结构为：包括电位器，电位器上连接有信号线，通过信号线与控制***的处理器CPU连接，电位器还与导丝轮连接，导丝轮外部设置有导丝轮外壳，导丝轮外壳还与卷簧外壳相接，卷簧外壳内部设置有卷簧，导丝轮上缠绕有涂塑不锈钢钢丝绳，涂塑不锈钢钢丝绳穿过导丝套、减震棒穿入测头中，并用堵头压死。
本发明的特点还在于：
电位器外部设置有外罩，电位器安装在电位器固定板上，电位器固定板与导丝轮外壳连接。
卷簧与卷簧外壳之间还设置有衬垫。
信号线外部还设置有过线套。
本发明的有益效果是，一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，滑坡体、崩塌体、泥石流物源相对位移的稍微变化会通过导丝轮上的涂塑不锈钢钢丝绳拉动导丝轮转动，导丝轮带动电位器的轴转动，改变了电位器电阻的位置，从而改变了电阻值，信号线将改变后的电压信号输送到控制***中的处理器CPU，处理器CPU进行计算，把电压信号转换成位移与阈值比较，若满足发送条件或按规定的时间间隔或按照上报命令，将数据和现场影像发送到远程服务器，让现场人员及主管部门能第一时间掌握灾害变化数据及现场监测意义上的实时影像情况。
附图说明
图1是本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置结构示意图；
图2是本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置中位移传感装置结构示意图；
图3是本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置中位移传感装置侧视图；
图4是本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置中控制***结构示意图。
图中，1.上罩，2.底板，3.位移传感装置，4.存储器，5.液晶屏，6.天线，7.GPRS模块，8.控制***，9.处理器CPU，10.报警器，11.外罩，12.电位器固定板，13.导丝轮，14.导丝轮外壳，15.卷簧，16.衬垫，17.卷簧外壳，18.导丝套，19.涂塑不锈钢钢丝绳，20.减震棒，21.测头，22.电位器，23.过线套，24.信号线，25.堵头，26.机箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，如图1所示，包括机箱26，机箱26的上罩1和底板2通过螺钉连接在一起，机箱26内设置有位移传感装置3，位移传感装置3还和控制***8连接，控制***8又和液晶屏5连接，处理器CPU9与影像拍摄装置通过控制***8连接。
其中，如图4所述，控制***8具体结构为：包括设置在机箱26内的处理器CPU9，处理器CPU9分别和存储器4、液晶屏5、GPRS模块7、报警器10连接，同时通过***接口与影像拍摄装置连接，GPRS模块7又和设置在机箱26外部的天线6连接，处理器CPU9与位移传感装置3连接。
如图2、图3所示，位移传感装置3具体结构为：包括电位器22，电位器22外部设置有外罩11，电位器22安装在电位器固定板12上，电位器22上连接有信号线24，信号线24外部还设置有过线套23，通过信号线24与控制***8的处理器CPU9连接，电位器22还与导丝轮13连接，导丝轮13外部设置有导丝轮外壳14，电位器固定板12与导丝轮外壳14连接，导丝轮外壳14还与卷簧外壳17相接，卷簧外壳17内部设置有卷簧15，卷簧15与卷簧外壳17之间还设置有衬垫16，导丝轮13上缠绕有涂塑不锈钢钢丝绳19，涂塑不锈钢钢丝绳19穿过导丝套18、减震棒20穿入测头21中，并用堵头25压死。
本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，工作原理如下：
当监测对象状态发生变化时，位移传感装置3将信号发送到处理器CPU9，处理器CPU 9计算电压信号并与阈值比较，如果大于阈值则将数据通过GPRS模块7发送至远程服务器，同时将数据显示在液晶屏5上，且每小时保存一次数据在存储器4中，一旦数据超过报警阈值，处理器CPU 9通过控制***8接口启动影像拍摄装置，对监测对象进行影像拍摄并发送到远程服务器，同时***启动报警器10，发出声音报警实现现场报警，让现场人员及主管部门能第一时间掌握情况。
其中，位移传感装置3的工作原理如下：
在图2中，监测设备安装在滑坡体裂缝一边，测头21安装在裂缝的另一侧，当测头21被滑坡体拉动时，涂塑不锈钢钢丝绳19拉动导丝轮13转动，导丝轮13带动电位器22的轴转动，改变了电位器22电阻的位置，从而改变了信号值，信号线24将改变后的形变信号发送到图1控制***中的处理器CPU9。
本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，将结构检测与物联网结构体系、云计算、通讯网络等技术相结合，实现了智能化动态检测预警仪。检测预警仪采用高性能，低功耗的嵌入式处理器CPU、大容量的存储器、GPRS模块、LCD液晶等实现数据的现场数据采集计算、远程发送、现场预警等功能。本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置从设计上主要由位移传感器装置和采集控制***板两部分总成，具体结构组成为机箱的上罩和底板通过螺钉连接在一起，机箱内一侧设置有位移传感装置，另一侧为采集控制***板，位移传感装置与采集控制***板相连，采集控制***板与LCD液晶相连接。位移传感器装置实时检测现场裂缝变化，采集控制***版主要功能：实时采集位移传感器装置根据现场变化反应出的数据，将这些数据进行计算和分析，并通过LCD液晶显示出来，当数据发生突变时不仅启动影像拍摄装置和现场报警装置，而且向中心站通过GPRS方式或者GSM方式发送现场采集数据，通过GPRS方式发送监测对象的实时影像数据。
综上所述，本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，解决了现有技术中存在的以下问题：
(1)、功能不全的问题：实现在线监测、采集、记录数据、报警的功能集成，解决了大多数设备欠缺的技术问题，可监测滑坡体、泥石流物源、崩塌体相对位移以及实现监测对象的影像实时采集发送；
(2)、当相对位移数值超过设定阈值时，本装置可以实现影像采集功能，***自动启动摄像装置，拍摄现场监测对象影像，并发送到远程服务器，满足监管部门掌握监测对象实时宏观变化情况的需求。摄像装置只在接收到指令或规定时间以及监测对象发生变化时才进行影像采集，满足了监管部门监测意义上的需求，同时又实现了低成本运行。对于滑坡体，拍摄监测的滑坡裂缝或建筑物裂缝；对于崩塌体，拍摄的是崩塌体本身；对于泥石流，拍摄的是物源；
(3)当相对位移数值超过设定阈值时，***启动现场报警器，进行现场报警，并通过GPRS模块给远程服务器发送报警信息，让现场人员及主管部门能第一时间掌握情况；
(4)针对野外环境设计的结构，能使本***适应野外环境，安全可靠的将滑坡体状态参数采集、上传、报警；同时本***设有开箱报警功能，设备在遭到破坏时，起到警示作用。确保设备在野外安全可靠使用；
(5)使用本***，自动化程度高，能大大减轻观测员工作量，并且消除人为观测误差；
(6)本***采集、监测滑坡体状态数据，除在设备上显示数据外，通过GPRS数据传送，远程服务器能收到连续的实时数据，通过与本***配套的专业软件，主管部门能实时掌握各灾害点滑坡实际情况，根据灾害点相对位移发展趋势图，提早做出预防措施，避免或降低灾害造成人员、经济损失。
本发明一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置在滑坡体监测中，自动测量滑坡体的相对位移；在泥石流监测中，自动测量物源的相对位移；在崩塌监测中，自动测量崩塌体的相对位移。同时，设备本身具有影像采集、开箱报警功能，集数据的采集、处理、发送于一体。根据需要，可集成预警一体站，减少现场施工设备多、工作量大、设备自动化程度低的问题，以及测量精度低，上报数据难，不能低成本，及时、科学有效采集现场监测意义上的实时影像等问题。

Claims (4)

1.一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，其特征在于，包括机箱(26)，机箱(26)的上罩(1)和底板(2)通过螺钉连接在一起，机箱(26)内设置有位移传感装置(3)，位移传感装置(3)还和控制***(8)连接，控制***(8)又和液晶屏(5)连接，所述控制***(8)具体结构为：包括设置在机箱(26)内的处理器CPU(9)，处理器CPU(9)分别和存储器(4)、液晶屏(5)、GPRS模块(7)、报警器(10)连接，所述GPRS模块(7)又和设置在机箱(26)外部的天线(6)连接，所述处理器CPU(9)与所述位移传感装置(3)连接，所述位移传感装置(3)具体结构为：包括电位器(22)，电位器(22)上连接有信号线(24)，通过信号线(24)与所述控制***(8)的处理器CPU(9)连接，电位器(22)还与导丝轮(13)连接，导丝轮(13)外部设置有导丝轮外壳(14)，导丝轮外壳(14)还与卷簧外壳(17)相接，所述卷簧外壳(17)内部设置有卷簧(15)，所述导丝轮(13)上缠绕有涂塑不锈钢钢丝绳(19)，涂塑不锈钢钢丝绳(19)穿过导丝套(18)、减震棒(20)穿入测头(21)中，并用堵头(25)压死。
2.根据权利要求1所述的一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，其特征在于，所述电位器(22)外部设置有外罩(11)，电位器(22)安装在电位器固定板(12)上，所述电位器固定板(12)与导丝轮外壳(14)连接。
3.根据权利要求1所述的一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，其特征在于，所述卷簧(15)与卷簧外壳(17)之间还设置有衬垫(16)。
4.根据权利要求1所述的一种地质灾害相对位移自动测量及影像采集预警装置，其特征在于，所述信号线(24)外部还设置有过线套(23)。
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