一种地质灾害动态综合监测预警仪的制作方法

本实用新型属于野外条件下监测滑坡、崩塌、泥石流状态的专业性报警设备技术领域，具体涉及一种地质灾害动态综合监测预警仪。

背景技术：

目前国内专业用于滑坡体状态监测的仪器设备较多，有用于滑坡体裂缝、滑坡体建筑物墙体裂缝监测的设备，也有监测滑坡体含水率、地下水、深部位移以及监测滑坡体附近降雨量的雨量计等设备。裂缝监测的设备有三种，一种是极限报警设备，其一般直接装在滑坡体建筑物裂缝上，一旦裂缝变化，立刻在现场报警。第二种为根据极限设定进行报警。一般用在建筑物室内裂缝上，精度高，达到±0.006mm，分辨率0.001mm，量程一般在±12.5mm，记录的数据定期用数据线下载到终端设备上。第三种为简易自动裂缝监测设备，安装在野外滑坡体裂缝上或是室内裂缝处，均可进行实时在线监测裂缝变化，除裂缝设备外，其余设备均为专业监测设备。

在监测、记录、报警的设备中，除简易自动裂缝监测设备外。各设备基本上需要人工操作读取数据，无在线监测、采集、记录数据、报警、影像采集的功能；功能也无法全部集成到一种设备上，各设备为独立设备，数据的采集只能到现场，采集无法实现消除人为误差，数据采集麻烦，成本高；报警只能实现现场报警，无法让主管部门在第一时间知道。对于灾害监测点的视频监控影像则有采集不及时、不科学或成本高，满足不了监测意义的影像采集要求等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种地质灾害动态综合监测预警仪，解决了现有技术中存在的滑坡体在线监测预警系统适用范围窄、各设备监测功能单一、自动化程度低、监测误差大的问题、不能低成本，及时、科学有效采集现场监测意义上的实时影像的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种地质灾害动态综合监测预警仪，包括机箱，机箱的上罩和底板通过螺钉连接在一起，机箱内设置有位移传感装置，位移传感装置还和控制系统连接，控制系统又和液晶屏连接，同时控制系统通过系统接口与外接影像拍摄装置连接。

本实用新型的特点还在于，

控制系统具体结构为：包括设置在机箱内的处理器CPU，处理器CPU分别和存储器、液晶屏、GPRS模块、报警器连接，GPRS模块又和设置在机箱外部的天线连接，处理器CPU与位移传感装置连接，处理器CPU与外接影像拍摄装置连接。

位移传感装置具体结构为：包括电位器，电位器上连接有信号线，通过信号线与控制系统的处理器CPU连接，电位器还与导丝轮连接，导丝轮外部设置有导丝轮外壳，导丝轮外壳还与卷簧外壳相接，卷簧外壳内部设置有卷簧，导丝轮上缠绕有涂塑不锈钢钢丝绳，涂塑不锈钢钢丝绳穿过导丝套、减震棒穿入测头中，并用堵头压死。

电位器外部设置有外罩，电位器安装在电位器固定板上，电位器固定板与导丝轮外壳连接。

卷簧与卷簧外壳之间还设置有衬垫。

信号线外部还设置有过线套。

本实用新型的有益效果是，一种地质灾害动态综合监测预警仪，滑坡、崩塌、泥石流状态的稍微变化会通过导丝轮上的涂塑不锈钢钢丝绳拉动导丝轮转动，导丝轮带动电位器的轴转动，改变了电位器电阻的位置，从而改变了信号值，信号线将改变后的形变信号发送到控制系统中的处理器CPU，处理器CPU进行计算，把电压信号转换成位移与阈值比较，若满足发送条件或按规定的时间间隔或按照上报命令，将数据和现场影像发送到远程服务器，让现场人员及主管部门能第一时间掌握灾害变化数据及现场监测意义上的实时影像情况。

附图说明

图1是本实用新型一种地质灾害动态综合监测预警仪结构示意图；

图2是本实用新型一种地质灾害动态综合监测预警仪中位移传感装置结构示意图；

图3是本实用新型一种地质灾害动态综合监测预警仪中位移传感装置侧视图；

图4是本实用新型一种地质灾害动态综合监测预警仪中控制系统结构示意图。

图中，1.上罩，2.底板，3.位移传感装置，4.存储器，5.液晶屏，6.天线，7.GPRS模块，8.控制系统，9.处理器CPU，10.报警器，11.外罩，12.电位器固定板，13.导丝轮，14.导丝轮外壳，15.卷簧，16.衬垫，17.卷簧外壳，18.导丝套，19.涂塑不锈钢钢丝绳，20.减震棒，21.测头，22.电位器，23.过线套，24.信号线，25.堵头，26.机箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种地质灾害动态综合监测预警仪，将结构检测与物联网结构体系、云计算、通讯网络等技术相结合，实现了智能化动态检测预警仪。检测预警仪采用高性能，低功耗的嵌入式处理器CPU、大容量的存储器、GPRS模块、LCD液晶、影像拍摄装置等实现数据的现场数据采集计算、影像采集、远程发送、现场预警的功能。如图1所示，包括机箱26，机箱26的上罩1和底板2通过螺钉连接在一起，机箱26内设置有位移传感装置3，位移传感装置3还和控制系统8连接，控制系统8又和液晶屏5连接，处理器CPU9与影像拍摄装置通过控制系统8连接，同时控制系统8通过系统接口与外接影像拍摄装置连接。

其中，如图4所述，控制系统8具体结构为：包括设置在机箱26内的处理器CPU9，处理器CPU9分别和存储器4、液晶屏5、GPRS模块7、报警器10连接，同时通过系统接口与影像拍摄装置连接，GPRS模块7又和设置在机箱26外部的天线6连接，处理器CPU9与位移传感装置3连接，处理器CPU9与外接影像拍摄装置连接。

如图2、图3所示，位移传感装置3具体结构为：包括电位器22，电位器22外部设置有外罩11，电位器22安装在电位器固定板12上，电位器22上连接有信号线24，信号线24外部还设置有过线套23，通过信号线24与控制系统8的处理器CPU9连接，电位器22还与导丝轮13连接，导丝轮13外部设置有导丝轮外壳14，电位器固定板12与导丝轮外壳14连接，导丝轮外壳14还与卷簧外壳17相接，卷簧外壳17内部设置有卷簧15，卷簧15与卷簧外壳17之间还设置有衬垫16，导丝轮13上缠绕有涂塑不锈钢钢丝绳19，涂塑不锈钢钢丝绳19穿过导丝套18、减震棒20穿入测头21中，并用堵头25压死。

本实用新型一种地质灾害动态综合监测预警仪，工作原理如下：

当监测对象状态发生变化时，位移传感装置3将信号发送到处理器CPU9，处理器CPU 9计算电压信号并与阈值比较，如果大于阈值则将数据通过GPRS模块7发送至远程服务器，同时将数据显示在液晶屏5上，同时每小时保存一次数据在存储器4中，一旦数据超过报警阈值，处理器CPU 9通过控制系统8接口启动影像拍摄装置，对监测对象进行影像拍摄并发送到远程服务器，同时系统启动报警器10，发出声音报警实现现场报警，让现场人员及主管部门能第一时间掌握情况。

其中，位移传感装置3的工作原理如下：

在图2、图3中，监测设备安装在滑坡体裂缝一边，测头21安装在裂缝的另一侧，当测头21被滑坡体拉动时，涂塑不锈钢钢丝绳19拉动导丝轮13转动，导丝轮13带动电位器22的轴转动，改变了电位器22电阻的位置，从而改变了信号值，信号线24将改变后的形变信号发送到图1控制系统中的处理器CPU9。

综上所述，本实用新型一种地质灾害动态综合监测预警仪，解决了现有技术中存在的以下问题：

(1)、功能不全的问题：本设计集裂缝、含水率、地下水、深部位移、降雨量监测、视频监控于一体；可全面监测滑坡、泥石流、崩塌状态；

(2)、实现在线监测、采集、记录数据、报警的功能以及实现监测对象的影像实时采集发送，解决了大多数设备欠缺的技术问题；

(3)、野外防护问题，本设计增加了开箱报警功能，使设备在野外安全可靠使用，具体为：

(a)使用本系统，既可以测量滑坡体裂缝变化，也可监测泥石流、崩塌，配备相应传感器还可以监测雨量、土壤含水率、滑坡体深部位移、地下水；配备摄像机、报警器也可以实现图像抓拍，满足监管部门掌握监测对象实时宏观变化情况的需求。摄像装置只在接收到指令或规定时间以及监测对象发生变化时才进行影像采集，满足了监管部门监测意义上的需求，同时又实现了低成本运行。实现了功能集成；对滑坡体监测来说，可减少实施成本，降低施工难度。对泥石流、崩塌来说，同样实现了功能集成，降低了成本和施工难度。

(b)使用本系统，自动化程度高，能大大减轻观测员工作量，并且消除人为观测误差；

(c)针对野外环境设计的结构，能使本系统适应野外环境，安全可靠的将滑坡体状态参数采集、上传、报警；同时本系统设有开箱报警功能，设备在遭到破坏时，起到警示作用。

(d)本系统采集、监测滑坡体状态数据，除在设备上显示数据外，通过GPRS数据传送或者GSM方式发送现场采集数据，让主管部门服务器能收到连续的实时数据，便于数据分析；监测对象的实时影像数据通过GPRS方式发送；

(e)在滑坡、泥石流、崩塌变化值超过设定阈值时，系统启动现场报警器，进行现场报警，并通过GPRS模块给远程服务器发送报警信息，让现场人员及主管部门能第一时间掌握情况；

(f)通过与本系统配套的专业软件，主管部门能实时掌握各灾害点滑坡实际情况，根据滑坡发展趋势图，提早做出预防措施，避免或降低灾害造成人员、经济损失。

本实用新型一种地质灾害动态综合监测预警仪在滑坡体监测中，将裂缝、含水率、地下水、深部位移、降雨量等数据的采集、处理、发送集中到一台设备上；在泥石流监测中，将含水率、降雨量等数据的采集、处理、发送集中到一台设备上；在崩塌监测中，将深部位移、降雨量等数据的采集、处理、发送集中到一台设备上。同时，设备本身具有影像采集、开箱报警等功能，根据需要，可集成预警一体站，减少现场施工设备多、工作量大、设备自动化程度低的问题，以及测量精度低，上报数据难，不能低成本，及时、科学有效采集现场监测意义上的实时影像等问题。