[發明專利]一種基于電容原理的傾角傳感器

在審

• 申請號: 201710581272.9
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107144263A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 吳川;丁華鋒;韓磊;吳斐
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01C9/20
• 分類號: G01C9/20;G01C9/18;G01C9/06;G01C1/00
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司11570
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，特別涉及一種基于電容原理的傾角傳感器。

背景技術

地質環境的復雜性導致各類地質災害頻發，其中滑坡是一種主要的地質災害。由于滑坡災害具有隱蔽性、突發性及破壞性強等優點，因此無法完全治理，只能對可能發生滑坡的地點進行實時監測及預警，從而盡可能的降低滑坡造成的危害。

常見的滑坡深部監測參數包括深部位移、力及孔隙水壓等，其中深部位移是滑坡監測及預測的最重要的參數。深部位移監測常用測斜儀來實現，而測斜儀正是通過監測滑坡體的變形傾角來計算滑坡體深部位移的。

測斜儀中常用的傾角傳感器分為兩類，分別為擺式傾角傳感器和加速度計式傾角傳感器。其中擺式傾角傳感器是采取特殊測量方法測量傳感器內部擺件偏離軸線位置，從而得到頂角，但其部件組成復雜，且主要部件由機械運動部件組成，因此在使用過程中容易發生破壞或磨損，導致故障發生，因此使用較少。加速度計式傾角傳感器一般由檢測質量(敏感質量)、支撐、電位器、彈簧、阻尼器、殼體等組成，采用電子方法測量頂角，因此精度較高，但其屬于精密電子元件，在工況環境較復雜的地層中易造成損壞，且采用加速度計式傾角傳感器測量頂角時，一般是利用捷聯慣導公式進行求解，其計算過程較為復雜。

發明內容

本發明提供一種基于電容原理的傾角傳感器，解決現有技術中滑坡用傾角傳感器對環境適應能力差，數據處理復雜，響應頻率低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于電容原理的傾角傳感器，包括：填充有導電溶液的密封腔，設置在所述密封腔上的第一電極和第二電極，數據線纜以及外殼體；

所述第一電極和所述第二電極關于所述密封腔對稱設置，位于所述導電溶液兩側；

所述第一電極和所述第二電極分別與所述數據線纜相連；

所述密封腔固定在所述外殼體內。

進一步地，所述傳感器還包括：溫度探頭；

所述溫度探頭設置在所述外殼體內。

進一步地，所述傳感器還包括：濕度探頭；

所述濕度探頭設置在所述外殼體內。

進一步地，所述傳感器還包括：信號放大轉換模塊；

所述信號放大轉換模塊設置在所述外殼體內，分別與所述第一電極和所述第二電極相連，并與所述數據線纜相連。

進一步地，所述密封腔包括：腔體以及與之匹配的腔蓋；

所述腔蓋固定在所述腔體的腔口上。

進一步地，所述傳感器還包括：腔蓋壓緊結構；

所述腔蓋壓緊結構固定在所述腔體上，并將所述腔蓋壓緊在所述腔口上。

進一步地，所述腔蓋壓緊結構包括：壓緊螺栓以及壓緊支架；

所述壓緊支架固定在所述腔體上，并開設有與所述壓緊螺栓匹配的螺栓孔；

所述壓緊螺栓嵌于所述螺栓孔內；所述壓緊螺栓底部抵靠在所述腔蓋上。

進一步地，所述腔蓋與所述腔口間設置第一密封圈。

進一步地，所述外殼體包括：可扣合的多個分殼體；

所述多個分殼體扣合成完整的外殼體。

進一步地，所述傳感器還包括：防水接頭；

所述防水接頭設置在所述外殼體上；

所述數據線纜通過所述防水接頭固定在所述外殼體上。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

本申請實施例中提供的基于電容原理的傾角傳感器，通過填充有導電溶液的密封腔以及設置在所述密封腔上的第一電極和第二電極構成電容器，密封腔角度變化直接導致其內的導電溶液液面高度產生波動使得電容器的電容值變化，從而標識密封腔角度的變化。使得傾角檢測的操作大幅簡化，同時傾角數據的解析也大幅簡化；通過數據線纜將電容值信號輸出，實現實時反饋，配合簡便的電容變化標識使得傾角變化的響應頻率大幅提升。同時其結構相對于現有的電子傳感器結構簡單可靠，并配合外殼體實現與地底環境的隔離，提升對地底環境的適應能力；并具備更低的成本。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的基于電容原理的傾角傳感器的結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的腔蓋的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的防水接頭的結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的傾角監測原理示意圖。

具體實施方式

本申請實施例通過提供一種基于電容原理的傾角傳感器，解決現有技術中滑坡用傾角傳感器對環境適應能力差，數據處理復雜，響應頻率低的技術問題。