CN213241416U - 一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置 - Google Patents
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Abstract
一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，包括外壳、活塞；所述活塞内滑动连接于所述外壳内；多根的预警光纤一侧连接于所述活塞，预警光纤另一侧连接于所述外壳上；多根预警光纤的长度依次增加；所述多根预警光纤与采集设备通过高强光缆构成回路；所述高强光缆上滑动连接有配重导锤；高强光缆、外壳、活塞、配重导锤设置于所述钻孔内；本实用新型中地面塌陷后较短预警光纤断裂，采集设备对断裂的预警光纤信息进行采集，判断地面塌陷深度，多级预警设计，本实用新型预警光纤数量和冗余长度可任意设置，光纤不同冗余长度为预警等级，提供了一个自动监测并实时发送监测结果的地面塌陷报警设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及预警装置领域，具体涉及一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置。
背景技术
20世纪60年代以前，自然灾害研究主要限于灾害机理及预测研究，重点调查分析灾害形成条件与活动过程。其中较为严重的问题就是地面塌陷，地面塌陷是指上覆岩层发生破坏。岩土体下陷或塌落在地下空洞中，并在地表形成不同形态的塌坑，这种现象称为地面塌陷。它不仅破坏城镇建筑设施，影响交通安全运输，甚至危害到人民的生命安全。世界各国也越来越意识到地面塌陷己经成为威胁人类生存发展的重要原因之一。
针对目前地面塌陷日益严重的发展趋势，对地面塌陷的监测预警成为了一个新的研究热点。国内外较常用的监测技术主要包括InSAR、 GPS、探地雷达以及瞬变电磁法等技术。但是这些常规技术存在许多问题，大多都是宏观的区域性监测，实施难度大，并且在施工完毕后稳定性和精度等受埋设质量及人为干扰因素影响较大，自动化程度低。这些常规监测技术的不足阻碍了人们的预防地面塌陷的认识，而分布式光纤感测技术作为一种新型的监测技术，虽然能够实时监测地面塌陷这些地质灾害，但是其造价太昂贵。目前在地面塌陷研究方面有不少成果，地面塌陷报警方案也是种类繁多，但有效而便捷的报警设备还处于发展初期，所以研究低成本、高效率的地面塌陷报警设备是十分必要的。为了解决上述这些问题，提出了一种基于光纤的分散经济型地面塌陷监测预警装置与***。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，解决现有地面塌陷预警装置造价高的问题。
本实用新型提供如下技术方案：
一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，包括外壳、活塞；所述活塞内滑动连接于所述外壳内；多根的预警光纤一侧连接于所述活塞，预警光纤另一侧连接于所述外壳上；多根预警光纤的长度依次增加；所述多根预警光纤与采集设备通过高强光缆构成回路；所述高强光缆包括第一段高强光缆、第二段高强光缆；所述第一段高强光缆一侧连接于活塞，所述第一段高强光缆另一侧连接于采集设备；所述第二段高强光缆一侧连接于外壳，所述第二段高强光缆另一侧连接于采集设备；所述第二段高强光缆上滑动连接有配重导锤；高强光缆、外壳、活塞、配重导锤设置于钻孔内。
优选的，所述配重导锤下端设置为锥状；所述配重导锤上设置有导向轮；第二段高强光缆环绕设置于导向轮。
优选的，高强光缆内设置有多个单元光纤；单元光纤与预警光纤上设置有插针，且单元光纤上的插针与预警光纤上的插针贴合。
优选的，所述活塞上设置有孔，所述第一段高强光缆设置于活塞的孔内，且第一段高强光缆通过第一紧定螺钉固定于所述活塞上；所述活塞上固定设置有第一压板；预警光纤设置于第一压板下方，所述第一压板上设置有用于固定预警光纤的第二紧定螺钉。
优选的，所述外壳远离活塞一侧设置有固定块；所述固定块通过螺钉连接于所述外壳上；所述固定块上设置有第二压板、第三压板；所述第二压板上设置有用于固定预警光纤的第二紧定螺钉；所述第一段高强光缆的单元光纤设置于第三压板下方，所述第三压板上设置有固定单元光纤的第二紧定螺钉。
优选的，所述采集设备与处理器无线信号连接。
优选的，所述预警光纤外部有光缆护套包裹。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和效果：
本实用新型中多根的预警光纤一侧连接于所述活塞，预警光纤另一侧连接于所述外壳上；多根预警光纤的长度依次增加；地面塌陷后较短预警光纤断裂，采集设备对断裂的预警光纤信息进行采集，判断地面塌陷深度，多级预警设计，本实用新型预警光纤数量和冗余长度可任意设置，光纤不同冗余长度为预警等级，提供了一个自动监测并实时发送监测结果的地面塌陷报警设备。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本实用新型一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置的主视图；
图2是本实用新型中外壳与活塞的结构图。
图中：1采集设备、2第一段高强光缆、3预警装置、31活塞、 311第一紧定螺钉、32第一压板、33预警光纤、34外壳、35第二压板、36第三压板、37固定块、4第二段高强光缆、5配重导锤、51 导向轮、6钻孔、7单元光纤、8插针、9第二紧定螺钉。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式为：
请参阅图1-2所示，一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，预警装置3包括外壳34、活塞31；所述活塞31内滑动连接于所述外壳34内；多根的预警光纤33一侧连接于所述活塞31，预警光纤33另一侧连接于所述外壳34上；所述预警光纤33外部有光缆护套包裹；多根预警光纤33的长度依次增加；所述多根预警光纤33与采集设备1通过高强光缆构成回路；所述采集设备1与处理器无线信号连接。
所述高强光缆包括第一段高强光缆2、第二段高强光缆4；所述第一段高强光缆2一侧连接于活塞31，所述第一段高强光缆2另一侧连接于采集设备1；所述第二段高强光缆4一侧连接于外壳34，所述第二段高强光缆4另一侧连接于采集设备1；所述第二段高强光缆 4上滑动连接有配重导锤5；所述配重导锤5下端设置为锥状；所述配重导锤5上设置有导向轮51；第二段高强光缆4环绕设置于导向轮51；高强光缆、外壳34、活塞31、配重导锤5设置于所述钻孔6 内；所述预警光纤连接的高强光缆为变形感知段，长度根据测试范围确定。
第一段高强光缆2、第二段高强光缆4内设置有多个单元光纤7；单元光纤7与预警光纤33上设置有插针8，且单元光纤7上的插针8 与预警光纤33上的插针8贴合；所述活塞31上设置有孔，所述第一段高强光缆2设置于活塞31的孔内，且第一段高强光缆2通过第一紧定螺钉311固定于所述活塞31上；所述活塞31上固定设置有第一压板32；预警光纤33设置于第一压板32下方，所述第一压板32上设置有用于固定预警光纤33的第二紧定螺钉9。
所述外壳34远离活塞一侧设置有固定块37；所述固定块37通过螺钉连接于所述外壳34上；所述固定块37上设置有第二压板35、第三压板36；所述第二压板37上设置有用于固定预警光纤33的第二紧定螺钉9；所述第一段高强光缆2的单元光纤7设置于第三压板 36下方，所述第三压板36上设置有固定单元光纤的第二紧定螺钉9；本装置成本低，从实际出发，装置中设计了多路光纤测试，充分利用了资源，有效地节约了成本，相较其他地面塌陷预警装置更经济性。
工作原理：工作人员将多根不同长度的预警光纤33一侧连接于所述活塞31，预警光纤33另一侧连接于所述外壳34上；多根预警光纤33的长度依次增加；地面塌陷后配重导锤带动预警光纤33和高强光缆下降，较短预警光纤33断裂，采集设备1对断裂的预警光纤33信息进行采集；判断地面塌陷深度，多级预警设计，预警光纤33 数量和冗余长度可任意设置，预警光纤33不同冗余长度为预警等级，所述采集设备1与处理器无线信号连接；本装置分布式监测，精度高，光纤沿线任意点的位置均可测得，能够预测地面塌陷中土体的变形过程。
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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (7)
1.一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，其特征在于：包括外壳、活塞；所述活塞内滑动连接于所述外壳内；多根的预警光纤一侧连接于所述活塞，预警光纤另一侧连接于所述外壳上；多根预警光纤的长度依次增加；所述多根预警光纤与采集设备通过高强光缆构成回路；所述高强光缆包括第一段高强光缆、第二段高强光缆；所述第一段高强光缆一侧连接于活塞，所述第一段高强光缆另一侧连接于采集设备；所述第二段高强光缆一侧连接于外壳，所述第二段高强光缆另一侧连接于采集设备；所述第二段高强光缆上滑动连接有配重导锤；高强光缆、外壳、活塞、配重导锤设置于钻孔内。
2.根据权利要求1中所述的一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，其特征在于：所述配重导锤下端设置为锥状；所述配重导锤上设置有导向轮；第二段高强光缆环绕设置于导向轮。
3.根据权利要求1中所述的一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，其特征在于：高强光缆内设置有多个单元光纤；单元光纤与预警光纤上设置有插针，且单元光纤上的插针与预警光纤上的插针贴合。
4.根据权利要求1或3中所述的一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，其特征在于：活塞上设置有孔，第一段高强光缆设置于活塞的孔内，且第一段高强光缆通过第一紧定螺钉固定于所述活塞上；活塞上固定设置有第一压板；预警光纤设置于第一压板下方，第一压板上设置有用于固定预警光纤的第二紧定螺钉。
5.根据权利要求3中所述的一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，其特征在于：外壳远离活塞一侧设置有固定块；所述固定块通过螺钉连接于所述外壳上；所述固定块上设置有第二压板、第三压板；所述第二压板上设置有用于固定预警光纤的第二紧定螺钉；第一段高强光缆的单元光纤设置于第三压板下方，第三压板上设置有固定单元光纤的第二紧定螺钉。
6.根据权利要求1中所述的一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，其特征在于：所述采集设备与处理器无线信号连接。
7.根据权利要求1中所述的一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置，其特征在于：所述预警光纤外部有光缆护套包裹。
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| CN202021780783.7U CN213241416U (zh) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | 一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置 |
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| CN202021780783.7U CN213241416U (zh) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | 一种采用光纤光缆作为传感元件的地面塌陷预警装置 |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113587890A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-02 | 安徽理工大学 | 一种多源数据矿区地表变形预警台 |
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2020
- 2020-08-24 CN CN202021780783.7U patent/CN213241416U/zh active Active
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