可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置制造方法及图纸

该实用新型专利技术涉及危岩体监测技术领域，尤其涉及可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置。包括在长度方向上可进行伸缩的壳体，所述壳体的内壁上设有安装杆，所述安装杆的一端与壳体内壁固定连接，所述安装杆另一端设有安装托盘，所述安装托盘与安装杆固定连接，所述安装托盘的上表面上设有带开口的环形电阻，所述环形电阻的上方设有指南针，所述指南针的中部与安装杆转动连接，所述指南针朝向环形电阻的一侧面上设有导电元件，指南针转动时，导电元件与环形电阻滑动接触。该实用新型专利技术用以解决现有技术中测量装置难以满足危岩体相对位移方向实时测量和高精度测量的需求。方向实时测量和高精度测量的需求。方向实时测量和高精度测量的需求。

【技术实现步骤摘要】
可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置


[0001]该技术涉及危岩体监测
，尤其涉及可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置。

技术介绍

[0002]在实际监测过程中，危岩体相对于后侧或旁侧稳定岩体的相对位移方向决定了危岩体可能的崩塌滚落方向。因此如果能对危岩体的相对位移方向进行监测，专业技术人员结合地质条件就能较为准确地判断危岩体的破坏模式和崩塌方向，进而结合地形条件就可以对危岩体的崩塌滚落轨迹和威胁范围进行较为准确的判断，从而能够制定更加有效和针对性的应急防范预案，进一步确保人民群众生命财产安全。
[0003]目前地质灾害体的位移方向主要依靠的是GNSS监测仪，这种方法可以测量地质灾害体的绝对位移方向。但GNSS监测仪的监测精度依赖于卫星的数量和卫星信号的强弱，如果接收卫星信号的数量和强弱有限，则会造成较大的测量误差；且GNSS监测仪的数据解算通常需要一个小时左右，具有一定的滞后性，并不能实现真正的实时监测，如果遇到在数分钟或数十分钟内崩塌的突发性危岩体，GNSS监测仪可能面临监测预警失效而造成生命财产损失。另外，GNSS监测仪的成本较高。

技术实现思路

[0004]针对上述技术的不足，本技术的目的在于提供可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置，用以解决在对地质灾害体的位移方向进行测量时，现有技术中测量装置难以满足高精度测量的需求，以及难以实现对地质灾害体的位移方向进行实时监测的问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术采取的技术方案如下：
[0006]可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置，包括在长度方向上可进行伸缩的壳体，所述壳体的内壁上设有安装杆，所述安装杆的一端与壳体内壁固定连接，所述安装杆另一端设有安装托盘，所述安装托盘与安装杆固定连接，所述安装托盘的上表面上设有带开口的环形电阻，所述环形电阻的上方设有指南针，所述指南针的中部与安装杆转动连接，所述指南针朝向环形电阻的一侧面上设有导电元件，指南针转动时，导电元件与环形电阻滑动接触；
[0007]还包括电性连接的供电模块、通讯模块和控制模块，所述供电模块包括电源和第一电流计，所述电源的一电极与导电元件的一端部电性连接，另一电极与环形电阻的一缺口端电性连接，所述第一电流计串接在与电源一电极连接的导线上，所述控制模块用以读取第一电流计的数值，并对危岩体相对位移进行计算，所述通讯模块用于将控制模块计算的数据进行远程传输。
[0008]进一步限定，所述壳体包括内壳体和外壳体，所述内壳体和外壳体首尾相接，所述内壳体的一端可在外壳体的内部进行滑动，所述安装杆设置于内壳体上，其有益之处在于，
监测装置安装之后可随着危岩体的位移而发生伸缩变化，壳体采用内壳体和外壳体伸缩滑动的方式，结构简单，安装方便。
[0009]进一步限定，所述内壳体和外壳体之间设有弹性件，所述弹性件的两端分别与内壳体与外壳体位于外侧的一端固定连接，且弹性件位于内壳体和外壳体的内部，其有益之处在于，处于拉伸状态的弹簧可以给内壳体和外壳体提供预紧力，使内壳体和外壳体在安装和运输的过程中不会出现脱落的情况。
[0010]进一步限定，所述内壳体和外壳体位于外侧的一端上设有安装接头，所述安装接头与内壳体和外壳体之间可拆卸式连接，其有益之处在于，设置安装接头的目的在于，便于本装置和危岩体进行连接和固定。
[0011]进一步限定，所述导电元件为导电丝或导电片。
[0012]进一步限定，安装时，环形电阻的开口方向与壳体的中心轴线走向一致，且环形电阻的开口指向正北方，其有益之处在于，这样的初始安装方式，便于简化危岩体相对位移方向的计算过程，同时可以使装置在批量生产时结构更为简单，生产过程质量更加可控。
[0013]需要指出的是，若环形电阻的开口方向和壳体的中心轴线不按正北方向安装，也不影响本装置对危岩体相对位移方向的的测量功能；只要危岩体移动带动装置壳体发生偏转，进而引起指南针和导电元件在环形电阻上偏转引起第一电流计读数发生变化，就能对危岩体相对位移方向进行测量，这儿只是提供的一种最优化的安装方式，便于简化计算过程，同时对产品的生产过程和质量进行更优化的控制。
[0014]进一步限定，环形电阻选取电阻率随环境温度变化小的材质，其有益之处在于，这样能减小环境温度变化引起电阻率变化所造成的测量误差。
[0015]进一步限定，所述托盘下部设有第二电阻和第二电流计，且第二电阻的两端与电源接通，所述第二电流计串接于第二电阻与电源之间的电路上，所述第二电阻的材质与环形电阻相同，其有益之处在于，设置第二电阻和电流计，可以在环境温度变化造成电阻率变化时准确求取环形电阻在任一时刻的电阻率，从而在计算时消除电阻率随环境温度变化的影响，使测量的结果更加准确。
[0016]进一步限定，所述指南针的上方设有限位齿，所述限位齿与指南针的上表面接触，所述限位齿固定于安装杆上，其有益之处在于，限位齿的设置使指南针不会因为危岩体的倾斜或是移动造成指南针上的导电元件与环形电阻脱离接触，使指南针始终与环形电阻平行接触，保证指南针上的导电元件和环形电阻的接触效果。
[0017]可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置的计算方法，具体步骤如下：
[0018]设某一时刻危岩体相对稳定岩体的位移方向(即装置安装于危岩体上的一端相对于安装于稳定岩体上的一端的方向)为X
°
时，第一电阻的接入长度为L，第一电流计的读数为I，则：
[0019]I＝U/(ρL/S)
[0020]推导出：L＝(US)/(ρI)
[0021]进而：X＝360(L/L0)＝360[(US)/(ρIL0)]ꢀꢀꢀ
(1)
[0022]通过(1)式可在电阻率基本不变时，较为方便准确地求得任一时刻危岩体的相对位移方向，(1)式中，U为电源电压，S为环形电阻的横截面积，ρ为环形电阻的电阻率，L0为环形电阻的周长；
[0023]引入第二电阻和第二电流计时，设第二电阻的横截面积为S＇，第二电阻的接入长度为L0＇，则根据第二电流计的读数I＇可实时求得环境温度变化引起电阻率变化时，环形电阻和第二电阻的电阻率ρ：
[0024]ρ＝(US＇)/(I＇L0＇)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0025]将(2)式代入(1)式即可在环境温度变化引起电阻率变化时，精确求得危岩体相对位移方向为：
[0026]X＝360(I＇/I)(L0＇/L0)(S/S＇)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0027]通过(3)式可在环境温度变化造成电阻率变化时，精确地求得任一时刻危岩体的相对位移方向。
[0028]特殊情况下，当第二电阻和环形电阻的长度和横截面积均相等时，即：L0＇＝L0，S＇＝S时，(3)式可化简为：
[0029]X＝360(I＇/I)。
[0030]当装置和环形电阻开口的初始安装方向不是正北方向时，也可以由装置安装时环形电阻开口的初始方向，推导出危本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置，其特征在于，包括在长度方向上可进行伸缩的壳体，所述壳体的内壁上设有安装杆，所述安装杆的一端与壳体内壁固定连接，所述安装杆另一端设有安装托盘，所述安装托盘与安装杆固定连接，所述安装托盘的上表面设有带开口的环形电阻，所述环形电阻的上方设有指南针，所述指南针的中部与安装杆转动连接，所述指南针朝向环形电阻的一侧面上设有导电元件，指南针转动时，导电元件与环形电阻滑动接触；还包括电性连接的供电模块、通讯模块和控制模块，所述供电模块包括电源和第一电流计，所述电源的一电极与导电元件的一端部电性连接，另一电极与环形电阻的一缺口端电性连接，所述第一电流计串接在与电源一电极连接的导线上，所述控制模块用以读取第一电流计的数值，并对危岩体相对位移进行计算，所述通讯模块用于将控制模块计算的数据进行远程传输。2.根据权利要求1所述的可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置，其特征在于，所述壳体包括内壳体和外壳体，所述内壳体和外壳体首尾相接，所述内壳体的一端可在外壳体的内部进行滑动，所述安装杆设置于内壳体上。3.根据权利要求2所述的可测量危岩体相对位移方向的自动化监测装置，其特征在于，所述内壳体和外壳体之间设有弹性件，所述弹性件的两端分别与内壳体与外壳体位于外侧的一端固...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭淋耘，
申请(专利权)人：谭淋耘，
类型：新型
国别省市：