一种斗拱式地震监测器的制作方法

本实用新型属于电子产品技术领域，尤其涉及一种斗拱式地震监测器。

背景技术：

地震灾害是全球共同面临的一种重大自然灾害，它往往以突发性强、无法抗拒和无法避免的特点造成重大人员伤亡和经济损失。2008年5月12日，发生在我国四川汶川的8.0级特大地震，其影响波及大半个中国，直接严重受灾地区达10万平方公里，地震造成了大量的人员伤亡与财产损失。在地震的背后，不可估量的损失将更大。

地震造成了诸多建筑设施结构性损伤，现有的地震监测器缺少类似于房屋建筑的框架式结构，难以直观的反应地震对建筑设施造成的潜在微观的结构破坏。同时，通过单一的例如是震动频率、位移等地震数据对地震等级进行判断，误差较大。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种斗拱式地震监测器，包括承压梁、传感器和横梁，所述承压梁包括长度较长的第一承压梁和长度较短的第二承压梁。其中，两根所述第二承压梁形成十字形交叉状的工作形态，其中，工作形态下，两根所述第二承压梁分别具有两个关于十字交叉点对称的支撑点，所述支撑点均位于同一平行于地面的水平面上。三根所述第一承压梁分别通过所述支撑点固定至所述第二承压梁并形成三字形的工作形态。至少一根所述横梁按照其长度方向垂直于第一承压梁的长度方向的方式固定于所述三根第一承压梁的平行于地面的上表面上。

所述传感器包括用于监测所述支撑点间相对距离的变化的距离传感器、用于监测所述横梁的弯曲变形程度的扭力传感器和用于监测所述斗拱式地震监测器姿态角度的倾角传感器。其中，所述距离传感器设置于所述支撑点处，所述扭力传感器贴覆于横梁的外表面上，所述倾角传感器设置于所述十字交叉点处。

根据一种优选实施方式，所述斗拱式地震监测器还包括底座，其中，所述底座上设置有按照十字形交叉方式布置的平行于地面的第一直线型榫槽和第二直线型榫槽。所述第一直线型榫槽和所述第二直线型榫槽沿其各自的纵向方向呈贯通状态，其中，两根所述第二承压梁按照榫卯方式分别固定至所述第一直线型榫槽和所述第二直线型榫槽中。

根据一种优选实施方式，所述承压梁还具有较所述第一承压梁长度更长的至少一种长度，不同长度的所述承压梁按照相同长度的承压梁位于同一水平高度的方式相互堆叠形成至少三层的层状工作形态。

根据一种优选实施方式，所述底座中设置有用于安装电子器件的中空型腔。

根据一种优选实施方式，所述第一承压梁和所述横梁上均设置有纵向方向呈贯通状态的直线型榫槽，其中，所述第一承压梁之间或所述第一承压梁与所述横梁之间均通过所述直线型榫槽按照榫卯方式连接固定。

根据一种优选实施方式，所述底座、所述承压梁和所述横梁的内部设置有导线布线通道，通过内走线的方式布置连接各电子元器件的导线。

根据一种优选实施方式，所述导线布线通道的端部还设置有用于阻挡雨水进入的密封圈。

根据一种优选实施方式，所述传感器还包括用于监测所述横梁和所述承压梁之间相互挤压力的压力传感器，其中，所述压力传感器设置于所述直线型榫槽中。

根据一种优选实施方式，所述斗拱式地震监测器还包括内置于所述中空型腔中的电连接至所述传感器的数据运算处理模块，所述数据运算处理模块是数据处理芯片和数据处理服务器中的一种。

根据一种优选实施方式，所述斗拱式地震监测器还包括内置于所述中空型腔中电连接至所述数据运算处理模块的电池和通信器。

本实用新型的有益技术效果：

(1)地震监测器具有斗拱形的层状工作形态，能够有效地抗震防损坏。

(2)地震监测器具有类似于房屋的框架结构，更适宜用于监测房屋、厂房或其他框架式建筑物的稳定性。

(3)配合多种传感器的综合使用，收集框架结构的压力、位移、角度变化、弯曲变形程度等更为全面的监测数据，通过多方位的数据综合分析判断降低了数据误差对判断结果造成的影响。

附图说明

图1是本实用新型优选地地震监测器的整体结构爆炸示意图；

图2是本实用新型本实用新型优选地地震监测器的正视图及各部件的立体结构示意图；

图3是本实用新型优选地各电子元器件的连接关系示意图；和

图4是本实用新型优选地第二支撑梁的导线布线通道的示意图。

附图标记列表

1：承压梁 2：传感器 3：横梁

4：距离传感器 5：扭力传感器 6：底座

7：中空型腔 8：导线布线通道 9：密封圈

10：数据运算处理模块 11：电池 12：通信器

13：倾角传感器 14：压力传感器 21：第一承压梁

22：第二承压梁 100：第一直线型榫槽 200：第二直线型榫槽

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

如图1、图2和图4所示，斗拱式地震监测器包括承压梁1、传感器2和横梁3。承压梁1包括长度较长的第一承压梁21和长度较短的第二承压梁22，其中，两根第二承压梁22形成十字形交叉状的工作形态。其中，工作形态下，两根第二承压梁22分别具有两个关于十字交叉点对称的支撑点，四个支撑点均位于同一平行于地面的水平面上。三根第一承压梁21分别通过支撑点固定至第二承压梁22并形成三字形并排的工作形态。至少一根横梁3按照其长度方向垂直于第一承压梁21的长度方向的方式固定于三根第一承压梁21的平行于地面的上表面上。优选地，斗拱式地震监测器具有通过不同长度的承压梁层层堆叠在一起形成的至少三层的倒金字塔层状形态，其中，承压梁1还具有较第一承压梁21长度更长的至少一种长度，长度最短的第一承压梁21按照十字形交叉状排布且位于金字塔结构最底端，相同长度的承压梁1位于同一水平高度上，且长度越长的承压梁位于金字塔结构的越靠上端。

优选地，斗拱式地震监测器还包括用于承接倒金字塔结构的底座6。其中，底座6上设置有按照十字形交叉方式布置的平行于地面的第一直线型榫槽100和第二直线型榫槽200。第一直线型榫槽100和第二直线型榫槽200沿其各自的纵向方向呈贯通状态，优选地，第一直线型榫槽100和第二直线型榫槽200的横向宽度与安装在其中的横梁的宽度相同，从而，两根第二承压梁22能够按照榫卯方式分别固定至第一直线型榫槽100和第二直线型榫槽200中。

优选地，第一承压梁21和横梁3上均设置有纵向方向呈贯通状态的直线型榫槽，其中，第一承压梁21之间或第一承压梁21与横梁3之间均通过直线型榫槽按照榫卯方式连接固定。优选地，具有不同长度的承压梁上均设置有纵向方向呈贯通状态的直线型榫槽，以便于承压梁1之间的相互连接。

地震监测器各结构之间均通过榫卯方式进行连接固定，形成了具有斗拱形的层状工作形态，能够有效地抗震防损坏。同时，地震监测器具有类似于房屋的框架结构，更适宜用于监测房屋、厂房或其他框架式建筑物的稳定性。

如图1所示，传感器2包括用于监测支撑点间相对距离的变化的距离传感器4、用于监测横梁3的弯曲变形程度的扭力传感器5和用于监测斗拱式地震监测器姿态角度的倾角传感器13，其中，距离传感器4设置于支撑点处，扭力传感器5贴覆于横梁3的外表面上，倾角传感器13设置于十字交叉点处。优选地，传感器2还包括用于监测横梁3和承压梁2之间相互挤压力的压力传感器14，其中，压力传感器14设置于直线型榫槽垂直于地面的表面上。配合多种传感器的综合使用，收集框架结构的压力、位移、角度变化、弯曲变形程度等更为全面的监测数据，使得地震监测器具有更为准确的震级判断能力。为了简化描述，本实用新型中传感器的设置位置按照位于某点的方式进行描述，实际实施中，由于传感器体积形状造成的安装问题，本领域技术人员可根据实际情况在相应位置上设置相应的空腔结构进行容纳安装。

如图2所示，底座6中设置有用于安装电子器件的中空型腔7，斗拱式地震监测器包括内置于中空型腔7中的数据运算处理模块10、电池11和通信器12，其中，如图3所示，数据运算处理模块10电连接至传感器2，电池11和通信器均电连接至数据运算处理模块10。优选地，如图4所示，上述各电子元器件之间通过导线相连，底座6、承压梁1和横梁3的内部设置有导线布线通道8，导线布线通道的走向、开口位置、形状均可按照开口位置距离传感器位置最近为原则进行灵活设计。通过内走线的方式布置连接各电子元器件的导线，优选地，导线布线通道8的端部还设置有用于阻挡雨水进入的密封圈9。将电子元器件和导线封装于框架结构的内部，能够避免暴露在外引起的雨水侵入造成的短路。

优选地，数据运算处理模块10是数据处理芯片、数据处理服务器和地震监测器中的一种。采用基于倾角变化、位移变化和压力变化数据来计算获取地震等级等相关信息是本领域常用技术手段，同时现有市场中已有成熟的地震监测器产品，本实用新型的数据运算处理模块10可以采用现有的产品，同时斗拱式地震监测器在缺少数据运算处理模块10的条件下可单独作为一个地震数据采集器，将采集的数据传输给现有地震监测器产品进行分析。

优选地，距离传感器4、扭力传感器5、倾角传感器13和压力传感器14可单独享有一个数据运算处理模块10，数据运算处理模块10通过单一维度的数据计算出一个地震等级值，形成的多个地震等级值通过筛选器或平均值计算器按照计算平均值或者选取中间值的方式确定最终的地震等级值。

优选地，斗拱式地震监测器可以设置在古建筑或现代建筑物上，在监测建筑物晃动的同时不影响建筑物的美观。还可以设置在地下，监测地层的震动监测地震的发生。斗拱式地震监测器不局限于监测地震环境的变化，还可用于在台风、龙卷风等自然极端环境中监测建筑物的振动或晃动，还可设置在地表层，用于监测施工队在施工过程中对周围建筑物的振动的影响程度。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。