可测量危岩体绝对位移大小和方向的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绝对位移大小和方向的监测装置。包括在长度方向上可进行伸缩的壳体，所述壳体的内部设有位移传感器和倾角传感器，所述壳体的内壁上还设有安装杆，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，所述安装托盘的与安装杆固定连接，所述安装托盘的上表面设有带开口的环形电阻，所述环形电阻上方的安装杆上设有导电安装环，所述导电安装环与安装杆转动连接，所述导电安装环上设有与之固定连接的指南针，所述指南针朝向环形电阻的一侧面上设有导电元件。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绝对位移大小和方向的实时测量和高精度测量的需求。测量的需求。测量的需求。

【技术实现步骤摘要】
可测量危岩体绝对位移大小和方向的监测装置


[0001]该技术涉及危岩体监测
，尤其涉及可测量危岩体绝对位移大小和方向的监测装置。

技术介绍

[0002]在实际监测过程中，危岩体的绝对位移方向决定了危岩体运动的轨迹，也决定了危岩体崩塌滚落的方向；危岩体绝对位移的大小则反映了危岩体变形的程度和危险性。因此如果能对危岩体的绝对位移方向和大小进行监测，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判断，也能对危岩体的危险程度进行更为准确的判断，从而便于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]目前对地质灾害体绝对位移大小和方向的测量主要依靠的是GNSS监测仪，这种方法通过卫星对测点位置进行解算，通过计算测点前后位置的变化便可以得到地质灾害体的绝对位移方向和大小。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绝对位移大小和方向的监测装置，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]包括在长度方向上可进行伸缩的壳体，所述壳体的内部设有位移传感器和倾角传感器，所述壳体的内壁上还设有安装杆，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，所述安装托盘的与安装杆固定连接，所述安装托盘的上表面设有带开口的环形电阻，所述环形电阻上方的安装杆上设有导电安装环，所述导电安装环与安装杆转动连接，所述导电安装环上设有与之固定连接的指南针，所述指南针朝向环形电阻的一侧面上设有导电元件，所述导电元件的一端与导电安装环外表面电性接触，所述指南针转动时，所述导电元件在指南针的带动下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，所述所述供电模块包括电源和电流计，所述电源的一电极与导电安装环的内表面电性连接，另一电极与环形电阻的一缺口端电性连接，所述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电流计、位移传感器和倾角传感器的的数值，并对危岩体绝对位移的大小和方向进行计算，
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，质量更加可控。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]进一步限定，所述倾角传感器的读数可区分正负，当装置安装于危岩体上的一端低于安装于稳定岩体上的一端时，倾角数据为负，反之倾角数据为正。
[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]进一步限定，所述位移传感器可以采用拉线式或振弦式位移传感器或激光式测距仪。
[0018]在本技术中还公开了可测量危岩体绝对位移大小和方向的监测装置的计算方法，具体步骤如下：
[0019]为简化计算，装置安装时，环形电阻的初始开口方向为正北方向(即0
°
方向)，则：
[0020](1)设某一时刻电流计读数为I时，危岩体相对稳定岩体的位移方向为β
°
(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)，则计算危岩体相对位移方向β
°
的过程如下：
[0021]设环形电阻的接入长度为L，则：
[0022]I＝U/(ρL/S)
[0023]推导出：L＝(US)/(ρI)
[0024]从而计算出危岩体相对位移方向β
°
为：
[0025]β＝360(L/L0)＝360[(US)/(ρIL0)]ꢀꢀꢀ①
[0026]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；上式中，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；
[0027](2)建立空间坐标系，设装置安装于稳定岩体上的O点为坐标原点，正北方向为坐标轴Y轴的正方向，正东方向为坐标轴X轴的正方向，竖直向上方向为坐标轴Z轴的正方向。装置安装于危岩体上的位置为A点。
[0028]为简化计算，设装置初始安装时位于危岩体上的一端指向正北方向，装置初始安装时，中心轴线水平，则倾角传感器的初始读数为0
°
，设位移传感器的初始读数为d0，则可以表征A点的初始坐标位置(X0,Y0，Z0)为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可测量危岩体绝对位移大小和方向的监测装置，其特征在于，包括在长度方向上可进行伸缩的壳体，所述壳体的内部设有位移传感器和倾角传感器，所述壳体的内壁上还设有安装杆，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，所述环形电阻上方的安装杆上设有导电安装环，所述导电安装环与安装杆转动连接，所述导电安装环上设有与之固定连接的指南针，所述指南针朝向环形电阻的一侧面上设有导电元件，所述导电元件的一端与导电安装环外表面电性接触，所述指南针转动时，所述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电流计，所述电源的一电极与导电安装环的内表面电性连接，另一电极与环形电阻的一缺口端电性连接，所述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电流计、位移传感器和倾角传感器的数值，并对危岩体绝对位移的大小和方向进行计算，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绝对位移大小和方向的监测装置，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绝对位移大小和方向的监测装置，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...

【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：