[發(fā)明專利]一種滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410728362.2
• 申請(qǐng)日: 2014-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104359396A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張青;張曉飛;曾克;楊卓靜;史彥新;孟憲瑋;呂中虎;郝文杰;蒿書利;韓永溫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心
• 主分類號(hào): G01B7/30
• 分類號(hào): G01B7/30
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉;龔頤雯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

中國(guó)是滑坡災(zāi)害的多發(fā)國(guó)家，滑坡災(zāi)害往往造成人員傷亡，道路掩埋，房屋損毀，嚴(yán)重威脅著國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。在滑坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)和治理過(guò)程前后，滑坡變形狀況的監(jiān)測(cè)是一個(gè)關(guān)鍵和重要的研究課題。

目前大多數(shù)滑坡的成功預(yù)測(cè)主要是通過(guò)地表人工監(jiān)測(cè)，依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)技術(shù)人員對(duì)可能發(fā)生滑坡的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)，以此判斷滑坡是否有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。而對(duì)尚處于初始變形階段和穩(wěn)定變形階段的滑坡，要進(jìn)行整體預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，尤其是深部變形預(yù)測(cè)，必須借助于多種先進(jìn)儀器設(shè)備。在以往的滑坡深部變形監(jiān)測(cè)中，主要以鉆孔傾斜儀為主。但由于其存在測(cè)試工作量大，自動(dòng)化程度不高，遠(yuǎn)程操作比較困難，實(shí)時(shí)性不夠等缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)裝置及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于滑坡預(yù)測(cè)僅限于地表監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)裝置，包括：多個(gè)滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)探頭和監(jiān)測(cè)儀器，其中，多個(gè)所述滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)探頭串聯(lián)起來(lái)，并布置在滑坡深處不同層位，

所述滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)探頭，與所述監(jiān)測(cè)儀器相連接，用于對(duì)滑坡深處進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)到的電流信號(hào)反饋給所述監(jiān)測(cè)儀器；

所述監(jiān)測(cè)儀器，用于控制多個(gè)所述滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)探頭啟動(dòng)或停止探測(cè)，并根據(jù)進(jìn)行探測(cè)的所述滑坡深處傳感器發(fā)來(lái)到的電流信號(hào)進(jìn)行計(jì)算出滑坡深處不同層位的位移變化并以無(wú)線信號(hào)形式發(fā)送出去。

進(jìn)一步地，所述滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)探頭具體包括：多芯電纜、電流型雙軸傾角傳感器、傳感器切換模塊以及密封倉(cāng)，其中，電流型雙軸傾角傳感器通過(guò)導(dǎo)線與傳感器切換模塊相連，一起密封在密封艙中，

所述電流型雙軸傾角傳感器，用于對(duì)所在位置進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)結(jié)果以X、Y方向的電流信號(hào)的形式發(fā)送給所述監(jiān)測(cè)儀器；

所述傳感器切換模塊，用于根據(jù)所述檢測(cè)儀器的請(qǐng)求觸發(fā)或關(guān)閉所述電流型雙軸傾角傳感器。

進(jìn)一步地，所述傳感器切換器包括：多芯電纜接口、傳感器接口、解碼器電路以及繼電器電路，其中，

所述解碼器及相應(yīng)電路，其控制輸入端通過(guò)所述多芯電纜接口與所述監(jiān)測(cè)儀器相連，用于接收所述監(jiān)控儀器發(fā)送ID編碼命令并發(fā)送給對(duì)應(yīng)的解碼器進(jìn)行解碼；

所述傳感器模塊接口，用于與所述電流型雙軸傾角傳感器相接，將所述雙軸電流傾角傳感器輸出的X、Y方向的電流信號(hào)發(fā)送給所述監(jiān)測(cè)儀器；

所述繼電器及相應(yīng)電路，與解碼器相連，并在解碼器的控制下實(shí)現(xiàn)繼電器的通斷，從而控制監(jiān)測(cè)儀器與各個(gè)電流型雙軸傾角傳感器的通斷狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)儀器具體包括：編碼器驅(qū)動(dòng)電路、電流測(cè)量模塊、微處理器控制模塊、無(wú)線發(fā)射模塊和電源模塊，其中，

所述編碼器驅(qū)動(dòng)電路，采用74LS04芯片和三極管9013組成驅(qū)動(dòng)電路，用以提高微處理器控制模塊輸出的ID編碼命令；

所述電流測(cè)量模塊，用于對(duì)雙軸電流傾角傳感器輸出的X、Y方向的電流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量的電流信號(hào)輸出給微處理器控制模塊；

所述微處理器控制模塊，用于將接收到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出各深部?jī)A角監(jiān)測(cè)探頭傾角的變化，進(jìn)而計(jì)算出不同層位的位移變化并發(fā)送給所述；

所述無(wú)線傳輸模塊，用于將微處理器控制模塊計(jì)算的結(jié)果發(fā)射出去；

所述電源模塊，用于供監(jiān)測(cè)裝置工作所需要的電壓。

進(jìn)一步地，所述電流測(cè)量模塊是兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)量通道，每個(gè)測(cè)量通道均包括：I/V轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、主放電路和偏置基準(zhǔn)電壓電路，其中，所述電流型雙軸傾角傳感器輸出的電流信號(hào)首先經(jīng)過(guò)I/V轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為適宜的電壓信號(hào)，I/V轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)分壓1/3后，輸入一階有源濾波電路；一階有源濾波電路濾除高頻干擾信號(hào)后再輸入主放電路進(jìn)行放大后輸出給所述微處理控制模塊。

進(jìn)一步地，所述微處理器控制模塊具體包括：微控制器、存儲(chǔ)器、顯示器及輸入端組成，其中，微控制器用于根據(jù)轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出各深部?jī)A角監(jiān)測(cè)探頭傾角的變化，進(jìn)而計(jì)算出不同層位的位移變化；其自帶的AD轉(zhuǎn)換器用于將從所述電流測(cè)量模塊輸出的電流值轉(zhuǎn)換為電壓值，自帶的多串口用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器及無(wú)線發(fā)射模塊，自帶的GPIO口用于驅(qū)動(dòng)顯示器。

本發(fā)明還提供了一種滑坡深部?jī)A角監(jiān)測(cè)方法，包括：