地下土体塌陷高度监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种土体塌陷检测技术，尤其涉及一种地下土体塌陷高度监测装置。

背景技术：

现有技术中，可用于岩溶塌陷监测的手段主要有地质雷达、TDR技术以及水（气）压力监测，其中，地质雷达和TDR技术的实施成本较高，难以大范围推广，水（气）压力监测的监测结果又难以得出较为准确的结论，此外，前述三种手段的操作都较为复杂，对技术人员的要求较高。

技术实现要素：

针对背景技术中的问题，本实用新型提出了一种地下土体塌陷高度监测装置，其改进在于：所述地下土体塌陷高度监测装置由支撑筒、两根通道管、传动柱、手柄、两个光电计数器、多个金属球、多个感应装置和两个计数显示器组成；

所述支撑筒上端面的中部设置有安装孔，传动柱中部套接在安装孔内，传动柱的外径小于支撑筒的内径，传动柱上端位于支撑筒外，传动柱上端与手柄连接，传动柱下端延伸至支撑筒下部，支撑筒内与传动柱下端对应的位置处设置有转动支承，传动柱下端与转动支承转动连接；所述通道管设置在支撑筒的内壁上，通道管的轴向与支撑筒的轴向平行，两根通道管位置对称；

所述感应装置由两个挡板、两个预紧装置、两根测针和传动齿轮组成；所述预紧装置由推杆和弹簧组成；所述两根通道管分别记为左管和右管，所述两个挡板分别记为第一挡板和第二挡板；挡板轴向与支撑筒的径向平行，挡板两端均与支撑筒内壁连接，两个挡板互相平行，且两个挡板分别位于传动柱的两侧，第一挡板的左端设置有与左管匹配的缺口，左管从第一挡板上的缺口处穿过，第二挡板的右端设置有与右管匹配的缺口，右管从第二挡板上的缺口处穿过；所述挡板的横截面为L形结构，推杆设置在L形结构横向段的上侧面上，推杆的轴向与挡板的轴向平行，两个推杆分别对应两个挡板，挡板将推杆的外侧面覆盖，推杆的内侧面上设置有齿条，两根推杆上的齿条均与传动齿轮啮合，传动齿轮设置在传动柱的外周面上；推杆的一端设置有弹簧孔，弹簧设置在弹簧孔内，弹簧的内端与弹簧孔底面固定连接；所述测针的内端套接在弹簧孔内，弹簧外端与测针内端接触；通道管上设置有与测针匹配的第一通孔，支撑筒上设置有与测针匹配的第二通孔，第一通孔和第二通孔形成弹射通道，测针中部套接在弹射通道内，两根测针分别对应两个弹射通道；

多个感应装置沿支撑筒轴向分布，多个金属球放置在通道管内，金属球与测针上侧面接触，每根测针均对应一个金属球；光电计数器设置在支撑筒内转动支承的下方，通道管下部与光电计数器对应的位置处设置有检测孔，光电计数器的检测部套接在检测孔内，两个光电计数器分别对应两根通道管；光电计数器的输出端与计数显示器连接，两个光电计数器分别对应两个计数显示器。

使用时，在监测区域钻取监测孔，监测孔的轴向与地面垂直，然后通过支撑架将地下土体塌陷高度监测装置吊装在监测孔内，手柄位于监测孔外，吊装完毕后，通过手柄传动传动柱转动，传动柱转动时，传动齿轮就传动推杆运动，在推杆的推动下，测针就逐渐向外伸出，当测针与监测孔的孔壁接触后，测针就停止运动，此时，继续转动手柄，使弹簧被逐渐压缩，当弹簧的压缩度满足要求后，将手柄锁紧，地下土体塌陷高度监测装置就安装好了；初始状态时，由于测针中部横跨在通道管内，相应的金属球由于受测针阻挡，无法自然下落；当发生土体塌陷时，监测孔的孔壁就会坍塌，当坍塌至测针位置时，由于失去孔壁的阻挡，测针就会被弹簧向外弹出，从而使金属球失去支撑，金属球就会沿通道管下落；土体塌陷一般是由下往上发展，当发生土体塌陷病害时，地下土体塌陷高度监测装置上最下侧的感应装置会先将测针弹出，相应的金属球就会直接落出通道管外，在下落过程中，金属球就会经过检测孔并且被光电计数器检测到，随着土体塌陷病害逐步向上发展，相应的金属球也会逐个掉落，通过观察计数显示器（计数显示器可就近安装在监测孔的孔口附近，具体实施时，还可在监测孔的孔口外设置保护壳，用保护壳来将装置的裸露部分覆盖），我们就能知道下落的金属球数量，通过预先标定各个测针的位置，我们就能知道土体塌陷病害发展到了哪个位置，从而实现监测目的；本实用新型成本低廉，操作简便，监测结果直观准确，十分适合大范围推广。

为了在搭建装置时便于放置金属球，本实用新型还提出了如下优选方案：所述通道管上设置有多个投放孔，支撑筒上设置有多个通过孔，多个投放孔和多个通过孔一一对应，互相对应的投放孔和通过孔形成一投放通道，多个投放通道与多个弹射通道一一对应，互相对应的投放通道和弹射通道中，投放通道位于弹射通道的上侧。

本实用新型的有益技术效果是：提出了一种地下土体塌陷高度监测装置，该装置结构简单、成本低廉，操作复杂度较低，监测结果直观准确，十分适合大范围推广。

附图说明

图1、本实用新型的断面结构示意图；

图2、本实用新型的横截面结构示意图；

图3、传动柱结构示意图；

图中各个标记所对应的名称分别为：支撑筒1、通道管2、传动柱3、手柄4、光电计数器5、金属球6、挡板7、测针8、传动齿轮9、推杆10、弹簧11。

具体实施方式

一种地下土体塌陷高度监测装置，其改进在于：所述地下土体塌陷高度监测装置由支撑筒1、两根通道管2、传动柱3、手柄4、两个光电计数器5、多个金属球6、多个感应装置和两个计数显示器组成；

所述支撑筒1上端面的中部设置有安装孔，传动柱3中部套接在安装孔内，传动柱3的外径小于支撑筒1的内径，传动柱3上端位于支撑筒1外，传动柱3上端与手柄4连接，传动柱3下端延伸至支撑筒1下部，支撑筒1内与传动柱3下端对应的位置处设置有转动支承，传动柱3下端与转动支承转动连接；所述通道管2设置在支撑筒1的内壁上，通道管2的轴向与支撑筒1的轴向平行，两根通道管2位置对称；

所述感应装置由两个挡板7、两个预紧装置、两根测针8和传动齿轮9组成；所述预紧装置由推杆10和弹簧11组成；所述两根通道管2分别记为左管和右管，所述两个挡板7分别记为第一挡板7和第二挡板7；挡板7轴向与支撑筒1的径向平行，挡板7两端均与支撑筒1内壁连接，两个挡板7互相平行，且两个挡板7分别位于传动柱3的两侧，第一挡板7的左端设置有与左管匹配的缺口，左管从第一挡板7上的缺口处穿过，第二挡板7的右端设置有与右管匹配的缺口，右管从第二挡板7上的缺口处穿过；所述挡板7的横截面为L形结构，推杆10设置在L形结构横向段的上侧面上，推杆10的轴向与挡板7的轴向平行，两个推杆10分别对应两个挡板7，挡板7将推杆10的外侧面覆盖，推杆10的内侧面上设置有齿条，两根推杆10上的齿条均与传动齿轮9啮合，传动齿轮9设置在传动柱3的外周面上；推杆10的一端设置有弹簧孔，弹簧11设置在弹簧孔内，弹簧11的内端与弹簧孔底面固定连接；所述测针8的内端套接在弹簧孔内，弹簧11外端与测针8内端接触；通道管2上设置有与测针8匹配的第一通孔，支撑筒1上设置有与测针8匹配的第二通孔，第一通孔和第二通孔形成弹射通道，测针8中部套接在弹射通道内，两根测针8分别对应两个弹射通道；

多个感应装置沿支撑筒1轴向分布，多个金属球6放置在通道管2内，金属球6与测针8上侧面接触，每根测针8均对应一个金属球6；光电计数器5设置在支撑筒1内转动支承的下方，通道管2下部与光电计数器5对应的位置处设置有检测孔，光电计数器5的检测部套接在检测孔内，两个光电计数器5分别对应两根通道管2；光电计数器5的输出端与计数显示器连接，两个光电计数器5分别对应两个计数显示器。

进一步地，所述通道管2上设置有多个投放孔，支撑筒1上设置有多个通过孔，多个投放孔和多个通过孔一一对应，互相对应的投放孔和通过孔形成一投放通道，多个投放通道与多个弹射通道一一对应，互相对应的投放通道和弹射通道中，投放通道位于弹射通道的上侧。