[實用新型]一種葉輪式泥石流流速及泥位監測預警裝置

有效

• 申請號: 202120228808.0
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN214253398U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 金濤;胡卸文;鄭銳杰;楊相斌;羅剛;馬洪生;趙立明;黃光林;賀旭榮;薛松
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G01D21/02
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

本實用新型公開了一種葉輪式泥石流流速及泥位監測預警裝置，該裝置包括支架系統、泥石流流速監測系統、泥石流泥位監測和電路系統；支架系統起到支撐受力與安裝調整的作用；泥石流流速監測系統通過隨泥石流流體一起轉動的葉輪式設備，采用同速轉輪的方式測量泥石流的流速；泥石流泥位監測系統通過隨泥石流泥位變化而偏轉的轉頁，改變電路中的電阻大小，將泥石流泥位信息轉化為電流信號；電路系統通過電流監測儀，實時測得泥石流體內部流速和泥石流泥位，計算泥石流累計沖出量及峰值流量，啟動后端預警裝置。本實用新型裝置可以同時測得泥石流流速和泥位，靈活可調，便于拆卸安裝，自動化程度高，太陽能供電，節約成本；方法易于理解，方便實施。

技術領域

本實用新型屬于泥石流災害的預警及防治領域，具體涉及一種葉輪式泥石流流速及泥位監測預警裝置。

背景技術

泥石流是中國山區常見多發的一種地質災害，具有突發性，速度快，能量大，破壞力極強，攜帶物質體積大等特點。因此，常常會對泥石流發生的城鎮，村莊造成較大的經濟損失和人員傷亡。泥石流流速與泥位是泥石流防治工程中重要的設計參數之一，二者結合試驗點過流斷面尺寸可準確計算出一次泥石流沖出規模的大小，對于泥石流運動過程還原、防治及預測預報研究意義重大。但由于泥石流突發性較強，其流速、泥位通常難以準確監測到，這使得泥石流流速及泥位的現場測試技術如何快速簡便變得尤為重要。

當前對泥石流流速測定方法主要是載波相位差分法、多普勒法、光彈法、圖像解譯法等。它們多基于泥石流的流體表面測定，但由于泥石流是一種包含大量泥沙、石塊、水等的一種不均勻多相流體，泥石流表面流速與內部流速明顯不同。因此，現有的方法難以實時地監測泥石流的流速，較準確地測定泥石流內部流速，并能達到預警的效果，上述方法難以得到解決。

當前對泥石流泥位的測定方法通常有3類，分別是泥痕觀測法、泥位標尺法與無線測量傳感器泥位計測量方法等。但泥痕觀測法和泥位標尺法的測量結果不夠精確，且無法進行泥石流泥位的動態監測，無線測量傳感器泥位計測量法涉及大量傳感裝置，安裝過程較繁瑣，維護成本較高，且無法同時進行泥石流流速的測量。因此，現有的方法難以簡便而精確地進行泥石流泥位實時監測，并達到預警的效果。

實用新型內容

針對現有泥石流流速及泥位測定技術的不足，為了實現同時準確監測泥石流流速和泥位，并對泥石流災害進行有效地預警。本實用新型提供一種葉輪式泥石流流速及泥位監測預警裝置。

本實用新型的一種葉輪式泥石流流速及泥位監測預警裝置，包括支架系統、泥石流流速監測系統、泥石流泥位監測系統和電路系統。

支架系統由混凝土基礎、立桿、支臂以及支撐桿組成，其中混凝土基礎設置在泥石流溝道岸坡安全部位，立桿通過其下端設置的立桿底座的固定螺帽和混凝土基礎螺絲固定在混凝土基礎上；立桿頂端水平設有支臂，支臂與立桿之間設有支撐桿，支撐桿末端通過螺栓連接座分別與立桿和支臂連接。

泥石流流速監測系統為：一個轉軸的內環剛接于支臂，轉軸的外環沿其徑向均勻固定多根絕緣剛性桿，在絕緣剛性桿的下部焊接有電阻刷；絕緣剛性桿的端部焊接有圓形葉片狀的同速轉葉；轉軸兩側設有兩根導線套筒，通過連接座與支臂連接；導線套筒末端設有電極探針與電阻刷配合接觸。

泥石流泥位監測系統為：另一個轉軸的內環剛接于支臂，轉軸的外環沿其徑向固定兩根絕緣剛性桿，在其中一根絕緣剛性桿的端部焊接有圓形葉片狀的同速轉葉，另一根絕緣剛性桿的端部設有電極探針；支臂上設有外接支架，通過螺栓連接座與支臂連接；外接支架上焊接有外層保護罩，保護罩弧形內壁上設有均勻電阻絲，通過泥位測量導線接入電路系統，均勻電阻絲與電極探針緊密接觸。

電路系統為：泥石流流速監測系統的電極探針與泥石流泥位監測系統中的電極探針通過導線依次連接電流監測儀、蓄電池形成回路；同時電流監測儀通過導線與模數轉換器連接，模數轉換器連接信號發射器；立桿中部設有機箱，模數轉換器、信號發射器和蓄電池固定于機箱內部。