一种岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置，属于地质监测领域。所述监测及预警装置中电池切换电路板输入端同时与太阳能蓄电池及备用电池相连，输出端与降雨监测传感器、六个气压传感器、气压变化计算器、现场存储器及信号发射塔相连；降雨监测传感器依次与双向启动开关、六个气压传感器、气压变化计算器、现场存储器及信号发射塔相连，同时气压传感器和气压变化计算器再与现场存储器及信号发射塔相连；信号发射塔布设在洞穴外，与上位机间通讯连接；上位机设置在工作站内，与警示蜂鸣器相连。本实用新型专利技术有效保证现场监测数据的实时、可靠、稳定传输，并且通过设计多种模式的混合组网方式，有效保证在极端情况下数据传输的稳定性。数据传输的稳定性。数据传输的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置


[0001]本技术属于地质监测领域，具体涉及一种岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置。

技术介绍

[0002]岩溶山区是滑坡灾害的高发区，滑坡的发生通常与岩溶洞穴内的气压变化密切相关。例如，在部分矿区，岩溶洞穴中同时布设有大量管道及辅助设施，引起气压变化的因素多而繁杂，一旦滑坡灾害发生，损失惨重。尤其降雨发生时，极易引起洞穴内气压的急剧变化，气压值及单位时间变化量的增长都是滑坡体的产生因素。因此，需要对岩溶洞穴内的气压进行监测，以对滑坡灾害的发生进行有效预警。
[0003]现有技术中，通常采用远程实时监测的方式对岩溶洞穴内气压进行的监测，但是长期、连续地监测岩溶洞穴内气压的变化，会产生大量无用数据，有些监测是没有意义的，同时需要稳定的供电系统，对装置设备折损、功耗消耗也比较大。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本技术实施例提出了一种岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置，针对降雨环境下滑坡灾害多发的情况，对降雨时岩溶洞穴内的气压及变化量进行全方位监测，判别岩溶洞穴的稳定性，并进行及时有效地预警。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置，所述监测及预警装置包括：太阳能蓄电池12、备用电池13、电池切换电路板11、降雨监测传感器21、双向启动开关22、六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)、气压变化计算器23、现场存储器24、信号发射塔25、上位机41及警示蜂鸣器42；其中，
[0007]所述电池切换电路板11输入端同时与太阳能蓄电池12及备用电池13相连，输出端与降雨监测传感器21、六个气压传感器、气压变化计算器23、现场存储器24及信号发射塔25相连；初始状态下，电池切换电路板11输入端与太阳能蓄电池12间为通路，与备用电池13间为开路；
[0008]所述降雨监测传感器21与所述双向启动开关22相连；
[0009]所述双向启动开关22在一个方向上与降雨监测传感器21，在另一个方面上分别同时与所述双向启动开关22分别与六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)并联；初始状态下降雨监测传感器21一侧为开启状态；
[0010]所述六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)包括第一点位气压传感器31、第二点位气压传感器32、第三点位气压传感器33、第四点位气压传感器34、第五点位气压传感器35、第六点位气压传感器36、分别布局在洞穴内六个关键方位，不同的方位以不同的点位号进行标识，再分别与所述气压变化计算器23、现场存储器24及信号发射塔25通讯连接；
[0011]所述气压变化计算器23与现场存储器24及信号发射塔25通讯连接；
[0012]所述现场存储器24设置在岩溶洞穴内或信号发射塔25上；
[0013]所述信号发射塔25布设在洞穴外，与洞穴内的六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)与气压变化计算器23间通讯连接，同时与上位机间通讯连接；
[0014]所述上位机41设置在工作站内，与警示蜂鸣器42相连；
[0015]所述警示蜂鸣器42设置在工作站内。
[0016]上述方案中，所述太阳能蓄电池12通过太阳能蓄电；所述备用电池13为蓄电池、可充电锂电池或普通锂电池，通过人工定期充电或更换。
[0017]上述方案中，所述电池切换电路板11，当输入电压或电流低于阈值时，自动串联入备用电池13；当太阳能蓄电池12的输入电压或电流高于阈值时，切断与备用电池13的串联。
[0018]上述方案中，所述双向启动开关22，当每一个传感器所监测的气压达到预定的阈值时，双向启动开关22关闭六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)，而开启降雨监测传感器21；当降雨传感器21监测到降雨时，开启六个气压传感器，关闭降雨传感器。
[0019]上述方案中，信号发射塔25与上位机41间的无线网络，设计为低功耗窄带物联网NB_IOT无线传感网、4G无线通信公众网及北斗通信网互为补充的三张通信网络；若岩溶洞穴范围内有移动传输网络，优先选择NB_IOT或4G通信网络；若岩溶洞穴范围内无移动传输网络，则采用北斗通信网络。
[0020]本技术具有如下有益效果：
[0021]本技术实施例所提供的岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置，可对降雨环境下的岩溶洞穴内气压进行实时监测及预警，即可以保障监测及预警在连续降雨环境下的连续运行，多方位布设的传感器对洞穴内气压进行全面监测，同时监测气压值与变化率，通过气压值与变化率共同判断降雨环境下滑坡灾害发生的可能性，并进行预警，有效保证现场监测数据的实时、可靠、稳定传输，并且通过设计多种模式的混合组网方式，有效保证在极端情况下数据传输的稳定性，为岩溶洞穴稳定性判别提供了有效的数据支撑，并及时预测岩溶洞穴的稳定性走势，有效发出监测预警信号，及时通知周围群众避让，及时、有效地辅助特殊气候环境下工作站的防灾救灾工作。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。
[0023]图1为本技术实施方式提供的岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面通过参考示范性实施例，对本技术技术问题、技术方案和优点进行详细阐明。以下所述示范性实施例仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解
的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非在这里进行定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0025]本技术基于降雨环境，提出了一种岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置。岩溶山区的地质灾害一般发生在降雨环境下，本技术基于降雨环境的岩溶洞穴内气压的监测及预警装置，作为岩溶洞穴日常监测的一种补充和加强，利用太阳能蓄电池与备用电池结合，确保连续降雨环境下的供电稳定；利用多方位气压传感器及气压变量计算器，实现对降雨气压及气压变化的共同监测，当降雨气压值或气压值的变化量均达到滑坡体的影响阈值时，及时通过远程通信实现预警。
[0026]图1示出了本技术实施例提供的岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置结构示意图。如图1所示，所述监测及预警装置包括：太阳能蓄电池12、备用电池13、电池切换电路板11、降雨监测传感器21、双向启动开关22、六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)、气压变化计算器23、现场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩溶洞穴内降雨气压的监测及预警装置，其特征在于，所述监测及预警装置包括：太阳能蓄电池(12)、备用电池(13)、电池切换电路板(11)、降雨监测传感器(21)、双向启动开关(22)、六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)、气压变化计算器(23)、现场存储器(24)、信号发射塔(25)、上位机(41)及警示蜂鸣器(42)；其中，所述电池切换电路板(11)输入端同时与太阳能蓄电池(12)及备用电池(13)相连，输出端与降雨监测传感器(21)、六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)、气压变化计算器(23)、现场存储器(24)及信号发射塔(25)相连；初始状态下，电池切换电路板(11)输入端与太阳能蓄电池(12)间为通路，与备用电池(13)间为开路；所述降雨监测传感器(21)与所述双向启动开关(22)相连；所述双向启动开关(22)在一个方向上与降雨监测传感器(21)，在另一个方面上分别同时与所述双向启动开关(22)分别与六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)并联；初始状态下降雨监测传感器(21)一侧为开启状态；所述六个气压传感器(31、32、33、34、35、36)包括第一点位气压传感器(31)、第二点位气压传感器(32)、第三点位气压传感器(33)、第四点位气压传感器(34)、第五点位气压传感器(35)、第六点位气压传感器(36)、分别布局在洞穴内六个关键方位，不同的方位以不同的点位号进行标识，再分别与所述气压变化计算器(23)、现场存储器(24)及信号发射塔(25)通讯连接；所述气压变化计算器(23)与现场存储器(24)及信号发射塔(25)通讯连接；所述现场存储器(24)设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李滨，王晨辉，高杨，贺凯，
申请(专利权)人：中国地质科学院地质力学研究所，
类型：新型
国别省市：