CN113758410A - 一种埋设型监测器 - Google Patents

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于娜
夏晨光
王博
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Abstract

本发明公开了一种埋设型监测器，包括：位于监测体外的信号接收器以及埋设在监测体内的感应***以及控制器，感应***至少由一根柔性导线组成，柔性导线连接控制器，控制器包括电源和至少一个电流计；柔性导线外包覆有防护层，柔性导线被防护层包覆，柔性导线和防护层均具有弹性性能，柔性导线会在剪切力影响下，被拉伸伸长且电阻变大，每根柔性导线两端连接电源形成闭合回路，电流计用于检测经过柔性导线后的电流大小，本发明利用监测体内部结构发生位移时产生的剪切力来改变柔性导线长度从而改变柔性导线电阻，可直接通过与之连接的电流表数值来判断监测体的下一步动向，感应***埋于监测体内，不受外界影响，准确性高且结构简单。

Description

一种埋设型监测器
技术领域
本发明涉及智能监测领域，尤其涉及一种埋设型监测器。
背景技术
山体滑坡是山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下，沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。是常见地质灾害之一。滑坡的防治要贯彻“及早发现，预防为主的原则，而建立地质灾害监测预警***工程。建立专业人员与群测群防相结合的监测队伍，对重要的地质灾害点建立专业队伍为主的监测网点，对其它地质灾害点建立群测群防为主、并与专业队伍指导和定期巡查相结合的监测网点，通过专业监测***、群测群防监测***、信息***实现对山区地质灾害的适时监控，为政府和有关部门防治地质灾害，保护人民生命财产安全，防灾减灾的决策和实施提供科学依据和技术支撑。
料堆是指在矿井地表为较长地平衡燃料供需的波动，或为了进行长期堆放，对开采物质，如煤炭、歼石与废石进行堆存，现在堆料常用扩大堆料底面积来保持堆料稳定性，且不确定因素过多，无法准确判断出堆料可适高度，堆料完成后还可能存在倒塌的风险，如不及时预警，可能会造成人员伤亡，带来不可估量的后果。
监测物体结构内部变化来预测灾害是一种可靠的监测方式。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种埋设型监测器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种埋设型监测器，包括：位于监测体外的信号接收器以及埋设在监测体内的感应***以及控制器，所述感应***至少由一根柔性导线组成，所述柔性导线连接所述控制器，所述控制器包括电源和至少一个电流计；所述柔性导线外包覆有防护层，所述柔性导线为U型状被所述防护层包覆，所述柔性导线和所述防护层均具有弹性性能，所述柔性导线会在剪切力影响下，被拉伸伸长且电阻变大，每根所述柔性导线两端连接所述电源形成闭合回路；所述电源以周期形式释放电流，所述电流计用于检测所述电源每个周期经过所述柔性导线后的电流大小。
本发明一个较佳实施例中，所述电流计中设置有数据传输芯片，所述数据传输芯片用于传输电流信号至所述信号接收器，所述电流信号小于电源释放电流信号时，信号接收器响起。
本发明一个较佳实施例中，每条所述柔性导线连接一个所述电流计，每个所述电流计互不干扰，可最大化减小电流计带来的电阻值，让监测结果更加准确。
本发明一个较佳实施例中，所述柔性导线材质为金属纳米材质或碳基纳米材质，所述金属纳米材质与所述碳基纳米材质，都具有导电性和弹性。
本发明一个较佳实施例中，所述电源每个周期的电流释放值为固定值，所述电源周期性放电形成脉冲放电电流，每个所述脉冲电流值按照连续N个脉冲逐一周期变化，所述N为大于等于1的自然数，所述电源周期可根据运用情景自行设定周期值。
本发明一个较佳实施例中，所述防护层上，设置有若干倒刺，所述若干倒刺周布在所述防护层外表面，所述倒刺材质为具丙烯或聚乙烯或聚录乙烯，所述倒刺能够嵌入被监测体中。
本发明一个较佳实施例中，所述柔性导线为直线形或曲线形或圆环形。
本发明一个较佳实施例中，所述控制器为长条状，若干条长短不一的所述柔性导线呈线性排布连接在所述控制器上。
本发明一个较佳实施例中，所述控制器为多边体，若干条长度相同的所述柔性导线，对称分布连接于所述控制器的每个面。
本发明一个较佳实施例中，所述控制器为圆盘状，若干条长度相同的所述柔性导线呈圆周放射状连接于所述控制器任一圆面。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明中的监测器，利用监测体内部结构发生位移时产生的剪切力来改变柔性导线的长度从而改变其电阻值，监测人员可直接通过与之连接的电流表数值就能判断监测体的动向，结构简单，准确性高，例如将监测器埋设于堆料中，可作堆料坍塌前的预警，减少堆料在未知情况下突然坍塌带来的损失。
(2)本发明中的电源释放电流为脉冲电流，电流周期性可根据不同使用场景进行调整，例如在用于监测山体滑坡时，可在雨季天时再打开电源，可将周期定为10分钟一次，用于堆料时可直接打开电源，可将周期设为1小时一次，根据不同场景设定不同周期释放电流，将电源利用率最大化，延长监测器的使用寿命。
(3)本发明中控制器可为多种形状，柔性导线排布也可为多种方式，甚至连柔性导线本体形状也具有多样性，可根据监测体不同配置不同形状，例如用在监测山体滑坡时，可使用控制器为长条状，若干条长短不一的柔性导线呈线性排布连接在控制器上的监测器，长短不一的柔性导线可监测山体不同深度的位移变化，以此获得更全面的监测数据，线性排布使得在监测范围内各个柔性导线互不影响，从而获得更加准确的监测数据。
(4)金属纳米材质或碳基纳米材质具有导电性和弹性，且受力发生形变之后不易回弹或回弹时间缓慢，用于制作柔性导线可以保证其监测器的稳定使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1是本发明的优选实施例的监测器的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的长条状监测器立体结构图；
图3是本发明的优选实施例的多边形状监测器立体结构图；
图4是本发明的优选实施例的圆盘状监测器立体结构图；
图中：1、电源；2、柔性导线；3、电流计；4、控制器；5、感应***。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，一种埋设型监测器，包括：位于监测体外的信号接收器以及埋设在监测体内的感应***5以及控制器4，感应***5至少由一根柔性导线2组成，柔性导线2连接控制器4，控制器4包括电源1和至少一个电流计3，柔性导线2外包覆有防护层，柔性导线2为U型状被防护层包覆，柔性导线2和防护层均具有弹性性能，柔性导线2会在剪切力影响下，被拉伸伸长且电阻变大，柔性导线材质为金属纳米材质或碳基纳米材质，具有导电性和弹性，且受力发生形变之后不易回弹或回弹时间缓慢，用于制作柔性导线可以保证其监测器的稳定使用。
每根柔性导线2两端连接电源1形成闭合回路，电源1以周期形式释放电流，电流计3用于检测电源1每个周期经过柔性导线2后的电流大小，电流计3中设置有数据传输芯片，数据传输芯片用于传输电流信号至信号接收器，每条柔性导线2连接一个电流计3，每个电流计3互不干扰，电流计之间互不干扰可减少电阻，使得监测结果更加准确。
电源1每个周期的电流释放值为固定值，电源1周期性放电形成脉冲放电电流，每个脉冲电流值按照连续N个脉冲逐一周期变化，N为大于等于1的自然数，电流周期性可根据不同使用场景进行调整，例如在用于监测山体滑坡时，可在雨季天时再打开电源，可将周期定为10分钟一次，用于堆料时可直接打开电源，可将周期设为1小时一次，根据不同场景设定不同周期释放电流，将电源利用率最大化，延长监测器的使用寿命。
如图2所示，长条状监测器，控制器4为长条状，若干条长短不一的柔性导线2呈线性排布连接在控制器4上，例如用在监测山体滑坡时，长短不一的柔性导线2可监测山体不同深度的位移变化，以此获得更全面的监测数据，线性排布使得在监测范围内各个柔性导线2互不影响，从而获得更加准确的监测数据。
如图3所示，控制器4为矩形，若干条长度相同的柔性导线2，对称分布连接于控制器4的每个面，例如用在监测堆料稳定性时，由于堆料东南西北四个方向都会出现倒塌的可能性，所以感应***5分布于堆料的四个方向，可对堆料四个方向的力都进行监测，从而更全面的对堆料倒塌进行预警。
如图4所示，控制器4为圆盘状，若干条长度相同的柔性导线2呈圆周放射状连接于控制器4一侧，例如用在河流中，可用来监测泥沙的堆积量，控制器4为圆盘状，若干条长度相同的柔性电阻呈圆周放射状连接于在控制器4任的，不仅可以让监测器最大面积的与泥沙面接触，还能够360°全方位监测周围泥沙量变化。
本发明使用时，将感应***埋设于监测体中，柔性导线防护层上，设置有倒刺，倒刺周布在防护层外表面，倒刺嵌入被监测体中，将感应***与监测体固定；当监测体内部发生位移时，伴随垂直位移带来剪切力，作用于感应***，柔性导线被拉长，与柔性导线连接的电源以周期形式释放电流，监测者可根据不同场景设定不同周期释放电流，电流计检测电源每个周期经过柔性导线后的电流大小，电流计中的数据传输芯片将所获得的电流值传输至信号接收器，监测者通过信号接收器中的电流值数据来判断监测体的动向，当电流计中电流数值小于电源释放数值时，说明监测体间发生相对位移。
依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种埋设型监测器，包括：位于监测体外的信号接收器以及埋设在监测体内的感应***以及控制器，其特征在于：
所述感应***至少由一根柔性导线组成，所述柔性导线连接所述控制器，所述控制器包括电源和至少一个电流计；
所述柔性导线外包覆有防护层，所述柔性导线为U型状被所述防护层包覆，所述柔性导线和所述防护层均具有弹性性能，所述柔性导线会在剪切力影响下，被拉伸伸长且电阻变大，每根所述柔性导线两端连接所述电源形成闭合回路；
所述电源以周期形式释放电流，所述电流计用于检测所述电源每个周期经过所述柔性导线后的电流大小。
2.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于：所述电流计中设置有数据传输芯片，所述数据传输芯片用于传输电流信号至所述信号接收器。
3.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于：每条所述柔性导线连接一个所述电流计，每个所述电流计互不干扰。
4.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于：所述柔性导线材质为金属纳米材质或碳基纳米材质。
5.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于：所述电源每个周期的电流释放值为固定值，所述电源周期性放电形成脉冲放电电流，每个所述脉冲电流值按照连续N个脉冲逐一周期变化，N为大于等于1的自然数。
6.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于：所述防护层上，设置有若干倒刺，所述若干倒刺周布在所述防护层外表面，所述倒刺材质为具丙烯或聚乙烯或聚录乙烯，所述倒刺能够嵌入被监测体中。
7.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于:所述柔性导线为直线形或曲线形或圆环形。
8.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于：所述控制器为长条状，若干条长短不一的所述柔性导线呈线性排布连接在所述控制器上。
9.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于：所述控制器为多边体，若干条长度相同的所述柔性导线，对称分布连接于所述控制器的每个面。
10.根据权利要求1所述的一种埋设型监测器，其特征在于：所述控制器为圆盘状，若干条长度相同的所述柔性导线呈圆周放射状连接于所述控制器一侧。
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