泥石流三级预警器及泥石流预警系统的制作方法

本实用新型涉及监测预警技术领域，尤其是涉及泥石流三级预警器及泥石流预警系统。

背景技术：

我国由于地质条件复杂，是泥石流灾害的多发地。泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用，典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下，大量的水体浸透山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流一般爆发突然，来势凶猛，可携带巨大的石块，并以高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。泥石流的主要危害是冲毁城镇、企事业单位、工厂、矿山、乡村，造成人畜伤亡，破坏房屋及其他工程设施，破坏农作物、林木及耕地。此外，泥石流有时也会淤塞河道，不但阻断航运，还可能引起水灾。影响泥石流强度的因素较多，如泥石流容量、流速、流量等，其中泥石流流量对泥石流成灾程度的影响最为主要。此外，多种人为活动也在多方面加剧这上述因素的作用，促进泥石流的形成。

我国从60年代就开始重视泥石的流监测预报，对泥石流形成的基本条件进行了系统研究，提出了泥石流预报时间尺度和泥石流发生的判别依据，开展了泥石流监测观测并建立了泥石流发生的判别模式。在上述理论研究的基础上，还研制了一系列泥石流监测和预报仪器，它们在泥石流预警中发挥了巨大作用。

目前国内外有很多种泥石流警报系统，其中泥石流视频监视预警已经广泛使用，它主要对泥石流视频监视预警。但这些警报系统十分复杂，需要大量人力物力来进行数据分析、监测，耗资数十万，特别是山区地势复杂，数据采集的量非常多，警报需要通过监测部门反馈到灾害点，不及时，且不能大量普及。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种泥石流三级预警器及泥石流预警系统，能够通过多次报警，提醒人们，让人们能提前防范，减少损失、伤亡。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种泥石流三级预警器，包括：

单片机；

与所述单片机信号连接的报警装置；

用于监测降雨量是否达到预定降雨量的雨量监测装置，所述雨量监测装置与所述单片机信号连接；

用于监测水流及表层土壤压力是否达到预定压力值的压力监测装置，所述压力检测装置与所述单片机信号连接；

用于监测地下土层的位移是否达到预定位移值的地下土层位移监测装置，所述地下土层位移监测装置与所述单片机信号连接。

进一步地，所述雨量监测装置包括：

用于容纳雨水的桶体；

设置于所述桶体内的第一磁控开关，所述第一磁控开关与所述单片机信号连接；

位于所述桶体内且可在水的浮力作用下升起、且当所述桶体内水的液位达到设定值时触发所述第一磁控开关的第一触动机构。

进一步地，所述第一触动机构为内部包裹有磁铁的浮块。

进一步地，所述压力监测装置包括：

中空的筒体，所述筒体与所述雨量监测装置相连；

设置于所述筒体内的第二磁控开关，所述第二磁控开关与所述单片机信号连接；

设置于所述筒体且可在水流以及表层土壤的压力作用下动作、且当水流以及表层土壤的压力达到预设值时触动所述第二磁控开关的第二触动机构。

进一步地，所述第二触动机构包括设置在所述筒体内的第二触动弹簧和设置在所述筒体外的挡板，所述挡板与所述第二触动弹簧通过连接件相连，水流及表层土壤会推动所述挡板压缩所述第二触动弹簧，所述第二触动弹簧上设有触动所述第二磁控开关的磁铁。

进一步地，所述地下土层位移监测装置包括：

内部中空、且当地下土层位移时可被剪断的管体，所述管体的顶部与所述压力监测装置连接；

设置于所述管体内的第三磁控开关，所述第三磁控开关与所述单片机信号连接；

设置于所述管体且可随地下土层位移、当地下土层的位移量达到预设值触动所述第三磁控开关的第三触动机构。

进一步地，所述报警装置包括：

短信发射模块，所述短信发射模块与所述单片机信号连接；和/ 或；

声音报警器，所述声音报警器与所述单片机信号连接；和/或；

光电报警器，所述光电报警器与所述单片机信号连接。

进一步地，泥石流三级预警器还包括为整个泥石流三级预警器供电的电源模块，所述电源模块与所述单片机电连接。

进一步地，所述电源模块包括：

太阳能电池；和/或，

风力发电装置。

第二方面，本实用新型还提供一种泥石流预警系统，包括第一方面任一种泥石流三级预警器。

本实用新型提供的一种泥石流三级预警器具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种泥石流三级预警器采用三个层级的简单电路自动监测，第一层级为用于监测降雨量是否达到预定降雨量的雨量监测装置，当雨量达到预定降雨量时，泥石流三级预警器的报警装置发出一级预警；第二层级为用于监测水流及表层土壤压力是否达到预定压力值的压力监测装置，当水流及表层土壤压力增大到预设值时，泥石流三级预警器的报警装置发出二级预警；第三层级为用于监测地下土层的位移是否达到预定位移值的地下土层位移监测装置，当地下土层位移达到预设值时，泥石流三级预警器的报警装置发出三级预警。并且，三个层级的监测装置均与单片机信号连接，单片机与报警装置信号连接，泥石流监测预警结构简单，自动完成。比起其他的泥石流预警装置简单，无需使用电脑和摄像头卫星定位系统等，更节省材料，更简易，警报更直接。

本实用新型提供的一种泥石流预警系统可实现泥石流灾害发生前和发生时有预报警报的功能，在安装泥石流三级预警器的小范围内通过多次警报，提醒人们，达到警报的作用，让人们能提前防范，减少损失和伤亡。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的泥石流三级预警器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的泥石流三级预警器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的泥石流三级预警器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的泥石流三级预警器示意图。

图标：1-单片机；2-报警装置；3-雨量监测装置；4-压力监测装置；5-位移监测装置；6-电源模块；7-连接固定杆；31-桶体；32-第一磁控开关；33-第一触动机构；41-筒体；42-第二磁控开关；43-第二触动机构；51-管体；52-第三磁控开关；53-第三触动弹簧；431- 第二触动弹簧；432-挡板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

请参照图1、图2、图3和图4，下面将结合附图对本实用新型实施例提供的泥石流三级预警器及泥石流预警系统作详细说明。

本实用新型第一方面的实施例提供了一种泥石流三级预警器，包括：

单片机1；

与单片机1信号连接的报警装置2；

用于监测降雨量是否达到预定降雨量的雨量监测装置3，雨量监测装置3与单片机1信号连接；

用于监测水流及表层土壤压力是否达到预定压力值的压力监测装置4，压力检测装置与单片机1信号连接；

用于监测地下土层的位移是否达到预定位移值的地下土层位移监测装置5，地下土层位移监测装置5与单片机1信号连接。

需要说明的是，本实用新型第一方面实施例提供的一种泥石流三级预警器采用三个层级的简单电路自动监测，第一层级为用于监测降雨量是否达到预定降雨量的雨量监测装置3，当雨量达到预定降雨量时，泥石流三级预警器的报警装置发出一级预警；第二层级为用于监测水流及表层土壤压力是否达到预定压力值的压力监测装置4，当水流及表层土壤压力增大到预设值时，泥石流三级预警器的报警装置发出二级预警；第三层级为用于监测地下土层的位移是否达到预定位移值的地下土层位移监测装置5，当地下土层位移达到预设值时，泥石流三级预警器的报警装置发出三级预警。并且，三个层级的监测装置均与单片机1信号连接，单片机1与报警装置2信号连接，泥石流监测预警结构简单，自动完成。比起其他的泥石流预警装置简单，无需使用电脑和摄像头卫星定位系统等，更节省材料，更简易，警报更直接。

进一步地，雨量监测装置3包括：

用于容纳雨水的桶体31；

设置于桶体31内的第一磁控开关32，第一磁控开关32与单片机1信号连接；

位于桶体31内且可在水的浮力作用下升起、且当桶体31内水的液位达到设定值时触发第一磁控开关32的第一触动机构33。

需要说明的是，雨量监测装置3包括用于容纳雨水的桶体31，桶体31底部设有漏水孔，桶体31内设有第一磁控开关32和第一磁控开关32的第一触动机构33，第一磁控开关32与单片机1相连；当桶体31没有积水时，第一触动机构33位于桶体31底部；当桶体 31内有积水时，第一触动机构33在雨水的浮力作用下自桶底上升，触动第一磁控开关32，第一磁控开关32将信号发给单片机1，单片机1控制报警装置2报警。

进一步地，第一触动机构33为内部包裹有磁铁的浮块。

需要说明的是，第一触动机构33为内部包裹有磁铁的浮块，具体可以为内部包裹有强力磁铁的泡沫。泡沫中央的磁铁，在降雨上浮后接近第一磁控开关32，到达预定降雨量时，触动第一磁控开关32，通知相关人员雨量超过危险值；未达危险雨量，有漏水孔自动流完雨水。

进一步地，压力监测装置4包括：

中空的筒体41，筒体41与雨量监测装置3相连；

设置于筒体41内的第二磁控开关42，第二磁控开关42与单片机1信号连接；

设置于筒体41且可在水流以及表层土壤的压力作用下动作、且当水流以及表层土壤的压力达到预设值时触动第二磁控开关42的第二触动机构43。

需要说明的是，压力监测装置4包括：与雨量监测装置3相连中空的筒体41，筒体41内设有第二磁控开关42和可在水流以及表层土壤的压力作用下动作、且当水流以及表层土壤的压力达到预设值时触动第二磁控开关42的第二触动机构43，第二磁控开关42与单片机1信号连接。当水流以及表层土壤的压力达到预设值时第二触动机构43触动第二磁控开关42，第二磁控开关42将信号发给单片机1，单片机1控制报警装置2报警。

进一步地，第二触动机构43包括设置在筒体41内的第二触动弹簧431和设置在筒体41外的挡板432，挡板432与第二触动弹簧431 通过连接件相连，水流及表层土壤会推动挡板432压缩第二触动弹簧 431，第二触动弹簧431上设有触动第二磁控开关42的磁铁。

需要说明的是，使用两组弹簧分别在两个方向感应水流及表层土壤的压力，当流速超过预设值后强力磁铁触动第二磁控开关42。

进一步地，地下土层位移监测装置5包括：

内部中空、且当地下土层位移时可被剪断的管体51，管体51的顶部与压力监测装置4连接；

设置于管体51内的第三磁控开关52，第三磁控开关52与单片机1信号连接；

设置于管体51且可随地下土层位移、当地下土层的位移量达到预设值触动第三磁控开关52的第三触动机构。

需要说明的是，第三触动机构包括设置在管体51内部的第三触动弹簧53，第三触动弹簧53上设有触动第三磁控开关52的强力磁铁，植入地下二米左右的金属管体51在泥石流真正发生时“已切薄的连接处”剪断开错位带动弹簧拉伸，使强力磁铁接近第三磁控开关 52。第三磁控开关52将信号发给单片机1，单片机1控制报警装置2 报警，提醒周边村民等相关人员泥石流已发生，赶快逃离。并且，筒体41和管体51用连接固定杆7连接，为防止第二触动机构43方向改变用连接固定杆7固定筒体41和管体51定向。

进一步地，报警装置2包括：

短信发射模块，短信发射模块与单片机1信号连接；和/或；

声音报警器，声音报警器与单片机1信号连接；和/或；

光电报警器，光电报警器与单片机1信号连接。

需要说明的是，本实用新型第一方面实施例提供的泥石流三级预警器中报警装置2包括短信发射模块、声音报警器和光电报警器中的一种或多种。

进一步地，泥石流三级预警器还包括为整个泥石流三级预警器供电的电源模块6，电源模块6与单片机1电连接。

需要说明的是，本实用新型第一方面实施例提供的泥石流三级预警器还包括为整个泥石流三级预警器供电的电源模块6，电源模块6 与单片机1电连接。

进一步地，电源模块6包括：

太阳能电池；和/或，

风力发电装置。

需要说明的是，本实用新型第一方面实施例提供的泥石流三级预警器的电源模块6包括太阳能电池和风力发电装置中的一种或多种。

本实用新型第二方面的实施例提供了一种泥石流预警系统，包括上述任一项实施例中的泥石流三级预警器。

本实用新型第二方面的实施例提供的泥石流预警系统设置有本实用新型第一方面的实施例提供的泥石流三级预警器，从而具有本实用新型第一方面的实施例提供的泥石流三级预警器所具有的一切有益效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。