专利名称：利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置及方法
技术领域：
本发明属于危岩体崩塌监测技术领域，尤其涉及ー种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置及方法。
背景技术：
危岩体的安全监测研究由来已久，其监测方法也有多种方法，传统的方法采用直观的千分尺观察法，就是直接用千分尺直接测量危岩体的裂缝宽度变化，这种测量方法直观简单，但是存在精度差以及不能记录等问题；随着科学技术的进一歩发展，GPS, INSAR三维激光扫描仪等也被引入到危岩体的安全检测中，虽然数据的采集方便，但是精度仍然不能很好满足监测要求，且成本昂贵，在实际的工程运用中，对于危岩体的崩塌尚不能起到很好的监测预测的效用。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术存在的精度不能满足监测要求，成本昂贵，对于危岩体的崩塌不能起到很好的监测预测效果的问题；提供ー种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置；采用该装置对危岩体的崩塌预測，能克服通常情况下的恶劣环境对监测的影响，抗干扰测量方便，并且精度高，成本低廉。本发明还提供ー种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的方法；为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案ー种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置，包括无线位移传感器，接收主机，接收终端，无线位移传感器与接收主机通过无线数据传输连接，接收主机与接收终端通过无线或有线数据连接，无线位移传感器设于不同直径的若干球形塑料壳体内。所述球形塑料壳体直径规格范围为0. lm-1. Om,相邻直径规格的直径间隔为0.1m0无线位移传感器通过内部支撑构件与球形塑料壳体连接。ー种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置进行预测的方法，包括以下步骤I)在形成危岩体裂缝上，选取待测点，然后由这些点处把各个带有无线位移传感器的球形塑料壳体放入裂缝内部，自由落下；在裂缝内部宽度小于球体直径处，球形塑料壳体由于受到两侧岩体的支持力，保持静止；2)裂缝进ー步发育，裂缝内部的宽度会随之扩展，球形塑料壳体也会随两侧岩体的宽度増大，从而产生相应的下落位移量；当球形塑料壳体发送出的位置数据发生变化吋，裂缝的内部宽度在増大，裂缝在进ー步发育。在一定时间段内小球的位置数据变化越大，裂缝也就扩展越迅速，从而说明危岩体的崩塌征兆越明显；3)从球形塑料壳体被放置到裂缝内部开始，球形塑料壳体内部的无线位移传感器就会每个Is (可自定义设定)向接收主机发送自己的位置信息数据，接收主机自动记录储存各个小球的位置信息，为后期的电脑数据处理提供数据保障。球形塑料壳体内部的无线位移传感器发送一次自身位置信息数据，接收主机记录一次，并且可以每隔Is (可自定义设定)全天二十四小时向接收主机发送自身位置信息数据。与球形塑料壳体内无线位移传感器配对的接收主机同时分别按时序记录各个球形塑料壳体实时传送的自身位置信息，实现对多点的同时监测，组成无线监测网络。接收主机采集的数据，通过在电脑上读取、进行处理和准确分析，图像化地给出各个球形塑料壳体的位置变化情况，建立组合球的位置变化与裂缝发育宽度扩展的时空关系，进ー步预测裂缝的发育状况和危岩体的崩塌。本发明工作原理本发明包括无线位移传感器,接收主机,接收终端,无线位移传感器用于实时采集自身的位置信息，接收主机用于采集、接收无线位移传感器发送的数据，接收终端用于接收来自接收主机的数据传输、并进行数据的处理分析，无线位移传感器与接收主机通过无线数据传输连接，接收主机与接收终端通过无线或有线数据连接，无线位移传感器设于不同直径的若干球形塑料壳体内。接收终端为笔记本电脑，所述笔记本电脑设有数据处理软件，能实时、不间断接收主机的数据传输，并及时作出数据的处理分析。球形塑料壳体满足防水，防高温，防腐蚀等要求，能在野外的通常恶劣环境中持续工作。使用时接收主机固定安置于较安全的固定位置点，能在野外通常的恶劣环境中持续工作，在形成危岩体裂缝上选取待测点，根据不同裂缝宽度设置直径不同的球形塑料壳体、将不同直径的球形塑料壳体设于预定测量点的裂缝内部，使其自由落下，在裂缝内部宽度小于球体直径处，小球由于受到两侧岩体的支持力，保持静止。由于裂缝的进ー步发育，裂缝内部的宽度会随之扩展，球体也会随两侧岩体的宽度増大，从而产生相应的下落位移量；因此，当球体发送出的位置数据发生变化时，我们可以认为裂缝的内部宽度在増大，也就是裂缝在进ー步发育。在一定时间段内小球的位置数据变化越大，裂缝也就扩展越迅速，从而说明危岩体的崩塌征兆越明显。从小球被放置到裂缝内部开始，球体内部的无线位移传感器就会实时(可自定义，例如每隔Is)向接收主机发送自己的位置信息数据，接收主机接收后自动记录储存各个小球的位置信息、为后期的电脑数据处理提供数据保障，信息汇总整理后输出各个小球的位置数字化信息到接收终端、例如配置笔记本电脑中，进ー步加以处理，图像化地给出各个小球的位置变化情況，建立组合球的位置变化与裂缝发育宽度扩展的时空关系，进ー步预测裂缝的发育状况和危岩体的崩塌。本发明的有益效果1.本发明采用组合球随着危岩体裂缝扩展产生的位置变化以监测危岩体的崩塌，结构简単，抗干扰能力强，測量方便，抗干扰能力强；2.并且精度高,成本低廉。3..实现无线位移传感器，接收主机，接收终端之间的数据无线交互网络，克服了通常情况下恶劣环境对监测的影响。
图1是本发明球体内部结构组成示意图；图2是本发明装置无线传感器网络示意图。
其中，1.球形塑料壳体；2.内部支撑构件；3.无线位移传感器。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明做进ー步说明。ー种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置，结合图1，图2，包括无线位移传感器3，接收主机，接收终端，无线位移传感器3与接收主机通过无线数据传输连接，接收主机与接收终端通过无线或有线数据连接，无线位移传感器3设于不同直径的若干球形塑料壳体I内。所述球形塑料壳体直径规格范围为0. lm-1. 0m，相邻直径规格的直径间隔为0. lm。接收终端为笔记本电脑，所述笔记本电脑设有数据处理软件，能实时、不间断接收主机的数据传输，并及时作出数据的处理分析。无线位移传感器3通过内部支撑构件2与球形塑料壳体I连接。ー种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置进行预测的方法，包括以下步骤I)在形成危岩体裂缝上，选取待测点，然后由这些点处把各个带有无线位移传感器3的球形塑料壳体I放入裂缝内部，自由落下；在裂缝内部宽度小于球形塑料壳体I直径处，球形塑料壳体I由于受到两侧岩体的支持力，保持静止；2)裂缝进ー步发育，裂缝内部的宽度会随之扩展，球体也会随两侧岩体的宽度增大，从而产生相应的下落位移量；当球体发送出的位置数据发生变化时，裂缝的内部宽度在増大，裂缝在进ー步发育。在一定时间段内球形塑料壳体I的位置数据变化越大，裂缝也就扩展越迅速，从而说明危岩体的崩塌征兆越明显；3)从球形塑料壳体I被放置到裂缝内部开始，球形塑料壳体I内部的无线位移传感器3就会每个Is (可自定义设定)向接收主机发送自己的位置信息数据，接收主机自动记录储存各个球形塑料壳体I的位置信息，为后期的电脑数据处理提供数据保障。球形塑料壳体I内部的无线位移传感器发送一次自身位置信息数据,接收主机记录一次，并且可以每隔Is (可自定义设定)全天二十四小时向接收主机发送自身位置信息数据。与球形塑料壳体I体内无线位移传感器3配对的接收主机同时分别按时序记录各个球形塑料壳体I实时传送的自身位置信息，实现对多点的同时监测，组成无线监测网络。接收主机采集的数据，通过在电脑上读取、进行处理和准确分析，图像化地给出各个球形塑料壳体I的位置变化情况，建立组合球的位置变化与裂缝发育宽度扩展的时空关系，进ー步预测裂缝的发育状况和危岩体的崩塌。上述虽然结合附图对发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置，其特征是，包括无线位移传感器，接收主机，接收终端，无线位移传感器与接收主机通过无线数据传输连接，接收主机与接收终端通过无线或有线数据连接，无线位移传感器设于不同直径的若干球形塑料壳体内。
2.如权利要求1所述的利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置，其特征是，所述球形塑料壳体直径规格范围为O. lm-1. 0m，相邻直径规格的直径间隔为O. lm。
3.如权利要求1所述的利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置，其特征是，所述无线位移传感器通过内部支撑构件与球形塑料壳体连接。
4.一种利用权利要求1-3中任一项所述装置进行预测的方法，其特征是，包括以下步骤1)在形成危岩体裂缝上，选取待测点，然后由这些点处把各个带有无线位移传感器的球形塑料壳体放入裂缝内部，自由落下；在裂缝内部宽度小于球体直径处，球形塑料壳体由于受到两侧岩体的支持力，保持静止；2)裂缝进一步发育，裂缝内部的宽度会随之扩展，球形塑料壳体也会随两侧岩体的宽度增大，从而产生相应的下落位移量；当球形塑料壳体发送出的位置数据发生变化时，裂缝的内部宽度在增大，裂缝在进一步发育；3)从球形塑料壳体被放置到裂缝内部开始，球形塑料壳体内部的无线位移传感器就会按照设定的时间间隔向接收主机发送自己的位置信息数据，接收主机自动记录储存各个小球的位置信息，为后期的电脑数据处理提供数据保障。
5.如权利要求4所述利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置进行预测的方法，其特征是，所述球形塑料壳体内部的无线位移传感器发送一次自身位置信息数据，主机记录一次，按照设定的时间间隔全天向接收主机发送自身位置信息数据。
6.如权利要求4所述利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置进行预测的方法，其特征是，与球形塑料壳体内无线位移传感器配对的接收主机同时分别按时序记录各个球形塑料壳体实时传送的自身位置信息，实现对多点的同时监测，组成无线监测网络。
7.如权利要求4所述利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置进行预测的方法，其特征在是，接收主机采集的数据，通过在电脑上读取、进行处理和准确分析，图像化地给出各个球形塑料壳体的位置变化情况，建立组合球的位置变化与裂缝发育宽度扩展的时空关系，进一步预测裂缝的发育状况和危岩体的崩塌。
全文摘要
本发明公开了一种利用组合球位置变化预测危岩体崩塌的装置及方法，包括无线位移传感器，接收主机，接收终端，无线位移传感器与接收主机通过无线数据传输连接，接收主机与接收终端通过无线或有线数据连接，无线位移传感器设于不同直径的若干球形塑料壳体内，所述球形塑料壳体直径规格范围为0.1m-1.0m,相邻直径规格的直径间隔为0.1m，无线位移传感器通过内部支撑构件与球形塑料壳体连接；采用该装置对危岩体的崩塌预测，能克服通常情况下的恶劣环境对监测的影响，抗干扰测量方便，并且精度高，成本低廉。
文档编号G01V9/00GK103048698SQ201210558669
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者薛翊国, 李术才, 张乐文, 徐咸辉, 张骞, 田昊, 宁凯, 闫茂旺 申请人:山东大学