[實用新型]一種地面沉降分層原位監測裝置

有效

• 申請號: 201420406826.3
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN204007592U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 田銀東
• 申請（專利權）人: 蘇州創維晟自動化科技有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及電子監測裝置領域，具體為一種地面沉降分層原位監測裝置。

背景技術

目前我國已經有50多個城市發生地面沉降災害，占世界之最，我國地面沉降監測以長江三角洲、華北平原和汾渭盆地作為重點區域。現階段我國區域性地面沉降監測技術主要以InSAR、GPS、大地水準測量等方式為主，InSAR可以敏感地監測出地面沉降的變化，但是由于地面沉降一般時間跨度數年，因此受到時間去相干及大氣影響等因素的限制。而GPS、大地水準測量等受設備及監測受操作人員的技能素質及職業精神等因素影響，點狀監測中基巖標、分層標等方式無論從占地面積，還是鉆孔等方面考慮，其前期投入巨大、施工條件苛刻，同時其無法實現區域性組網監測，限制了其發展。我國現有50多個城市和地區發生地面沉降災害，影響范圍廣，隨著災害的發生發展，現有監測手段越來越不能滿足目前監測的需求，因此急需研究開發一種既實用又節約成本的監測方法，實現在一井中對點狀地面沉降進行自動分層監測采集，實現監測網的構建，從整體上掌握地面沉降區域的發生及發展趨勢。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種地面沉降分層原位監測裝置，以解決上述問題。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種地面沉降分層原位監測裝置，包括下井裝置、光電編碼器、傳感器探頭、電渦流傳感器、傾角傳感器、編碼器電路、傳感器信號處理電路、微控制器部分、無線傳輸部分、電源部分，所述下井裝置位于監測裝置的一端，所述光電編碼器與下井裝置連接，所述傳感器探頭在下井裝置下方，所述電渦流傳感器與傳感器探頭連接，所述傾角傳感器與傳感器探頭連接，所述編碼器電路與下井裝置連接，所述傳感器信號處理電路與傳感器探頭連接，所述微控制器部分與編碼器電路連接，所述無線傳輸部分與微控制器部分連接，所述電源部分連接傳感器信號處理電路。

作為優選，所述編碼器電路部分由邏輯轉換電路和分頻電路組成，邏輯轉換電路主要是將光電編碼器輸出的正向脈沖和反向脈沖進行區分，然后經過分頻電路對時序分頻，最后接至STM32引腳對脈沖進行計數。

作為優選，所述傳感器信號處理電路包括跟隨電路和濾波電路。

作為優選，所述微控制器部分包括STM32微控制器、液晶顯示電路和絞車控制電路。

作為優選，所述下井裝置由電機控制接口、同步電機、絞車裝置、光電編碼器和電機供電電源。

作為優選，所述電渦流傳感器輸出電纜連接至其轉換電路板上，將信號轉換為4-20mA標準信號，一根4芯電纜將電渦流傳感器和傾角傳感器輸出的電流信號，傳輸至監測儀器主機。

作為優選，所述傳感器信號處理電路主要由兩個采樣電阻、電壓跟隨電路和濾波電路組成，兩個采樣電阻分別將電渦流傳感器和傾角傳感器輸出的電流信號轉換為電壓信號，然后經過電壓跟隨、濾波電路，將電壓輸入至STM32的AD采樣端。

作為優選，所述無線傳輸部分由GSM無線傳輸模塊組成，其負責將將STM32微控制器采集到的數據通過GPRS網絡發射到控制中心，同時控制中心也能發送指令控制監測主機的采樣時間間隔。

作為優選，所述電源部分由蓄電池和三端穩壓芯片組成，其提供監測裝置工作所需要的24V、12V、9V、5V、3.3V電壓。

本實用新型的工作原理為：首先打一鉆孔，深度必須達到基巖，在孔中安裝塑料套管，在不同層位的塑料套管外套上鐵環，以基巖層的鐵環作為參考點；然后在井口處安裝下井裝置，安裝好后，將帶電纜的探頭沿套管放入底部，電纜另一端與監測儀器主機相連；開啟監測儀器，系統給探頭供電，傳感器輸出電流值，經過信號處理后，STM32計算得到當前探頭所處狀態，啟動下井裝置，開始緩慢向上提升探頭，同時微控制器不斷的計算探頭輸出信號，根據電渦流傳感器的輸出來判斷是否在鐵環位置處，如果判斷到達鐵環位置，記錄當前傾角值以及探頭從底部上升的高度，然后將記錄的信息通過無線傳輸模塊發射至控制中心，存儲每條信息，實現對地面沉降的分層、自動監測。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖。

圖2為下井裝置的結構框圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的實現技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。