渗压倾角检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种渗压倾角检测装置。该渗压倾角检测装置包括探测管，探测管的第一端设置有锥体，锥体内设有渗压传感器；探测管的第二端设置有通信控制部件，探测管的管体上设置有多个通孔供泥浆的渗入；管体内部设置有渗压测量部件和倾角测量部件；渗压传感器，与渗压测量部件连接；其中通信控制部件包括：加速度传感器，与倾角测量部件连接；微处理器，与加速度传感器及渗压传感器电连接；第一无线通信装置，与微处理器连接，用于将微处理器获取到的测量数据传输给地质监控中心。通过本实用新型，解决了现有技术中滑坡位移监测受到自然环境限制部署困难的问题，实现了满足自然环境恶劣的山区的特殊工作环境要求。
【专利说明】渗压倾角检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及监测领域，具体而言，涉及一种渗压倾角检测装置。
【背景技术】
[0002]在一些自然情况较为恶劣的山区，在出现大量降水的情况下，不稳定的山地地貌在受到雨水侵蚀后，容易产生山体滑坡现象，对居民生命财产安全造成巨大的威胁。因此对这些容易产生自然灾害的滑坡的监控具有非常重要的意义。
[0003]但是由于这些容易产生山体滑坡的区域往往为人迹罕至的山间，缺乏道路，野外布线，电源供给等都受到限制，使得有线系统部署起来非常困难。此外，有线方式往往采用就近部署固定数据采集点的方式纪录采集山体滑坡数据，需要专人定时前往监测点下载数据，系统得不到实时数据，灵活性较差
[0004]另外，现有的渗压倾角检测装置采用预埋式或者竖井式的方式设置在易发生滑坡的山体深度一定的区域，只能测量到一定深度的渗压情况，而且测量的深度不能调节。
[0005]针对现有技术中滑坡位移监测受到自然环境限制部署困难的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
[0006]本实用新型旨在提供一种渗压倾角检测装置，以解决现有技术中滑坡位移监测受到自然环境限制部署困难的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种渗压倾角检测装置，包括:探测管，探测管的第一端设置有锥体，锥体内设有渗压传感器；探测管的第二端设置有通信控制部件，探测管的管体上设置有多个通孔供泥浆的渗入；管体内部设置有渗压测量部件和倾角测量部件；渗压传感器，与渗压测量部件连接，用于测量滑坡体的渗压值；其中通信控制部件包括:加速度传感器，与倾角测量部件连接，用于测量滑坡体的倾斜角；微处理器，与加速度传感器及渗压传感器电连接，用于获取加速度传感器和渗压传感器的测量数据；第一无线通信装置，与微处理器连接，用于将微处理器获取到的测量数据传输给地质监控中心。
[0008]进一步地，通信控制部件还用于判断滑坡体的渗压值是否大于预设渗压阀值，以及滑坡体的倾斜角与预设倾斜角正常值的差值是否大于预设角度阀值，当滑坡体的渗压值大于预设渗压阀值并且滑坡体的倾斜角与预设倾斜角正常值的差值大于预设角度阀值时，发送报警信息。
[0009]进一步地，加速度传感器为三维加速度传感器，用于测量指定位置的滑坡体在三个正交方向的倾斜角。
[0010]进一步地，通信控制部件还包括:非易失存储器，与微处理器电连接，用于保存微处理器获取到的测量数据。
[0011]进一步地，第一无线通信装置为GPRS通讯模块。[0012]进一步地，通信控制部件还包括:电源模块，与微处理器、加速度传感器、渗压传感器和第一无线通信装置分别连接，用于向微处理器、加速度传感器、渗压传感器和第一无线通信装置供电。
[0013]进一步地，通信控制部件还包括:电源管理模块，与微处理器和电源模块分别连接，用于按照微处理器的控制对电源模块的工作模式进行管理。
[0014]进一步地，电源模块为电池。
[0015]进一步地，通信控制部件还包括:第二无线通信装置，与微处理器连接，用于与指定位置周边的渗压倾角检测装置进行通信。
[0016]进一步地，第二无线通信装置为ZIGBEE通讯模块。
[0017]进一步地，探测管包括多节管体，多节管体通过连接管头连接，每节管体内设置有一组倾角测量部件。
[0018]应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供的渗压倾角检测装置，使用渗压传感器和加速度传感器实时测量待测滑坡体的渗压值、倾斜角，由微处理器进行处理后通过无线通信装置传输给监控中心，实现了实时获取滑坡位移全程实时的监测，数据可以满足对待测滑坡体的监测数据要求以便后期的分析研究，使用无线传输方式可以便于安装在布线困难的环境中，满足了自然环境恶劣的山区的特殊工作环境要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0020]图1是根据本实用新型实施例的渗压倾角检测装置的结构图；
[0021]图2是根据本实用新型实施例的渗压倾角检测装置的通信控制部件的电气连接图；
[0022]图3是根据本实用新型实施例的渗压倾角检测装置的通信控制部件的优化电气连接图；
[0023]图4是根据本实用新型实施例的渗压倾角检测装置的内部结构图；以及
[0024]图5是根据本实用新型实施例的包括多节管体的渗压倾角检测装置的结构图。
【具体实施方式】
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0026]本实用新型实施例提供了一种渗压倾角检测装置，图1是根据本实用新型实施例的渗压倾角检测装置的结构图，如图1所示，本实用新型实施例的渗压倾角检测装置包括:探测管32，所述探测管的第一端设置有锥体32，所述探测管的第二端设置有通信控制部件31，所述探测管的管体上设置有多个通孔，所述管体内部设置有倾角测量部件。图2是根据本实用新型实施例的渗压倾角检测装置的通信控制部件的电气连接图，该通信控制部件31包括:包括加速度传感器11，与所述倾角测量部件连接，用于测量滑坡体的倾斜角；微处理器13，与加速度传感器11电连接，用于获取加速度传感器11的测量数据；第一无线通信装置15，与微处理器13连接，用于将微处理器13获取到的测量数据传输给地质监控中心。
[0027]上述通信控制部件31与探测管32的连接方式为:通信控制部件31的客体与连接管头34螺纹连接后与探测管32螺纹连接。
[0028]应用上述实施例的渗压倾角检测装置，本实用新型提供的渗压倾角检测装置，使用加速度传感器11实时测量待测滑坡体的倾斜角，由微处理器13进行处理后通过第一无线通信装置15传输给监控中心，实现了实时获取滑坡位移全程实时的监测，数据可以满足对待测滑坡体的监测数据要求以便后期的分析研究，使用无线传输方式可以便于安装在布线困难的环境中，满足了自然环境恶劣的山区的特殊工作环境要求。
[0029]上述下渗压倾角检测装置中的加速度传感器11可以具体为三维加速度传感器，用于测量指定位置的滑坡体在三个正交方向的倾斜角。从而全方位的检测滑坡体的倾斜情况，完成地质滑坡体三维位移的全程监测。
[0030]由于渗压倾角检测装置的安装位置以便于地质监控中心的数据采集点距离较远，采用一般的无线通信手段，可能达不到传输的要求，因此，本实施例的渗压倾角检测装置中的第一无线通信装置15可以为GPRS通讯模块，从而利用公用的通信网络实现数据的远距离上传。
[0031]图3是根据本实用新型实施例的渗压倾角检测装置的通信控制部件的优化电气连接图，如图3所示，优化的通信控制部件在上述实施例基础上进行了进一步改进，其中微处理器13、加速度传感器11、第一无线通信装置15的功能和连接关系与上面的渗压倾角检测装置一致，此外通信控制部件可以增加设置有非易失存储器21、电源模块25、电源管理模块27、第二无线通信装置23，以上各部件可以根据实际需要进行灵活配置，可以全部设置也可以根据需要配置其中的一种或几种。
[0032]通过加速度传感器11，完成安装位置的滑坡体的监测，并通过第一无线通信装置15将数据上传给监控中心，便于监控和后期进行研究。微处理器13可以对上述数据进行预处理，使数据满足一定的要求。上传数据可以实时进行也可以定时进行输出。因此，本实施例的渗压倾角检测装置，还可以包括非易失存储器21，与微处理器13电连接，用于保存微处理器13获取到的测量数据，在本地保存相关数据。
[0033]本实施例的渗压倾角检测装置的供电可以使用如电池等具有电能储存功能的电源模块25，电源模块25，与微处理器13、加速度传感器11和第一无线通信装置15分别连接，用于向微处理器13、加速度传感器11和第一无线通信装置15供电。从而摆脱电源线对设备安装的束缚。
[0034]由于采用电池供电，因此需要对电池供电进行低功耗的管理，因此本实施例的渗压倾角检测装置，还可以包括电源管理模块27，与微处理器13和电源模块25分别连接，用于按照微处理器13的控制对电源模块25的工作模式进行管理，保证电源的使用时间更长。例如在非工作状态下，控制电源模块25进入休眠状态。
[0035]另外，滑坡体的监控面积可能出现很大的情况，需要布置大量的渗压倾角检测装置以实现对滑坡体的全面监测。如果所有渗压倾角检测装置分别独立向监控中心发送数据，占用的通信资源较大，给监控后台的数据处理能力提出了较高的要求。为此，本实施例的渗压倾角检测装置还可以设置:第二无线通信装置23，与微处理器13连接，用于与指定位置周边的渗压倾角检测装置进行通信。第二无线通信装置23可以向周边其它渗压倾角检测装置发送本监测器的测量数据，也可以接收周边其它渗压倾角检测装置测量得到的数据。这样可以在一片监控区域内设置一个主设备接收其余监测器的测量数据，由该主设备向监控中心集中发送数据。也就是利用第二无线通信装置23实现设备间的互联。
[0036]根据第二无线通信装置23的功能，本实施例可以优选ZIGBEE通讯模块作为第二无线通信装置23。利用ZIGBEE的低功耗和自组网特性实现设备互联。
[0037]对于使用电池供电，传感器为三维加速度传感器11、第一无线通信装置15为GPRS模块，第二无线通信装置23为ZIGBEE通讯模块的具体配置，其详细的连接关系为:
[0038]三维加速度传感器具有三维加速度信号的输出端、三维加速度信号的输入端；微处理器具有三维加速度传感器信号输入端、三维加速度传感器信号输出端、电池电源管理输出端、ZIGBEE通信输出端、ZIGBEE通信输入端、GPRS通信输出端、GPRS通信输入端；ZIGBEE通信模块具有ZIGBEE通信输入端、ZIGBEE通信输出端；GPRS模块具有GPRS通信输入端、GPRS通信输入端。
[0039]具体的连接关系为:三维加速度传感器信号输出端与微处理器的三维加速度传感器信号输入端连接，三维加速度传感器信号输入端与微处理器的三维加速度传感器信号输出端连接。电源管理输入端与微处理器的电源管理输出端连接。ZIGBEE通信模块输出端与微处理器的ZIGBEE通信接口输入端连接，ZIGBEE通信模块输入端与微处理器的ZIGBEE通信接口输出端连接。GPRS模块输出端与微处理器的GPRS通信接口输入端连接，GPRS通信接口输入端与微处理器的GPRS通信接口输出端连接。
[0040]根据上述功能的要求以及对硬件资源的要求，本实用新型中的微处理器13可以选择使用TI公司的MSP430系列，如MSP430F149，硬件资源包括有两个以上的异步通信串口，一路IIC通信接口，三维加速度传感器可以选飞思卡尔的MMA8452，其通信接口为I2C，内置12位AD。
[0041]图4是根据本实用新型实施例的渗压倾角检测装置的内部结构图，传输控制部件31中的电气部件设置在由外壳上罩314和外壳底座313组成的壳体内，夕卜壳上罩314和外壳底座313的结合部设置有防水密封圈312，以提高壳体的密封性，传输控制部件31的与外部传感器连接的电气线缆36通过防水接线头319引出，在壳体内部设置有垫高柱316、垫高柱316上固定有信号发射器317，信号发射器317与陶瓷天线315连接，用于数据传输。垫高柱316的另一侧设置有控制板318，控制板318上设置有加速度传感器11和微处理器13。
[0042]探测管32的管体内部设置有倾角测量部件，该倾角测量部件包括防水接头371、倾角感应器372、倾角感应器外壳373。电气线缆36通过防水接头371与位于倾角感应器外壳373内的倾角感应器372连接，从而是加速度传感器11与倾角感应器372电连接。
[0043]本实施例的渗压倾角检测装置以打桩的形式设置到待测山体内部.从而使倾角感应器372感测泥石流的变化。
[0044]优选地，本实施例的渗压倾角检测装置的探测管还可以由多节管体组成，多节管体通过连接管头34连接，每节管体内设置有一组倾角测量部件，从而可以灵活的配置渗压倾角检测装置的长度以适应不同的检测环境。图5是根据本实用新型实施例的包括多节管体的渗压倾角检测装置的结构图，探测管32分为多节，各节之间通过连接管头34连接，每节探测管中设置有一组包括倾角感应器372的倾角测量部件，用于测量不同深度的泥石流情况，从而满足不同检测环境的需要。
[0045]应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供的渗压倾角检测装置，使用加速度传感器实时测量待测滑坡体的倾斜角，由微处理器进行处理后通过无线通信装置传输给监控中心，实现了实时获取滑坡位移全程实时的监测，数据可以满足对待测滑坡体的监测数据要求以便后期的分析研究，使用无线传输方式可以便于安装在布线困难的环境中，满足了自然环境恶劣的山区的特殊工作环境要求。
[0046]显然，本领域的技术人员应该明白，本实用新型中所提到的各个模块和/或单元均为有确定形状、构造且占据一定空间的模块和/或单元。
[0047]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种渗压倾角检测装置，其特征在于，包括: 探测管，所述探测管的第一端设置有锥体，所述锥体内设有渗压传感器；所述探测管的第二端设置有通信控制部件，所述探测管的管体上设置有多个通孔供泥浆的渗入；所述管体内部设置有渗压测量部件和倾角测量部件； 所述渗压传感器，与渗压测量部件连接，用于测量滑坡体的渗压值； 其中所述通信控制部件包括: 加速度传感器，与所述倾角测量部件连接，用于测量滑坡体的倾斜角； 微处理器，与所述加速度传感器及渗压传感器电连接，用于获取所述加速度传感器和渗压传感器的测量数据； 第一无线通信装置，与所述微处理器连接，用于将所述微处理器获取到的测量数据传输给地质监控中心。
2.根据权利要求1所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，通信控制部件还用于判断所述滑坡体的渗压值是否大于预设渗压阀值，以及所述滑坡体的倾斜角与预设倾斜角正常值的差值是否大于预设角度阀值，当所述滑坡体的渗压值大于预设渗压阀值并且所述滑坡体的倾斜角与预设倾斜角正常值的差值大于预设角度阀值时，发送报警信息。
3.根据权利要求1所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述加速度传感器为三维加速度传感器，用于测量指定位置的滑坡体在三个正交方向的倾斜角。
4.根据权利要求1所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述通信控制部件还包括:非易失存储器，与所述微处理器电连接，用于保存所述微处理器获取到的测量数据。
5.根据权利要求1所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述第一无线通信装置为GPRS通讯模块。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述通信控制部件还包括:电源模块，与所述微处理器、所述加速度传感器、所述渗压传感器和所述第一无线通信装置分别连接，用于向所述微处理器、所述加速度传感器、所述渗压传感器和所述第一无线通信装置供电。
7.根据权利要求1所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述通信控制部件还包括:电源管理模块，与所述微处理器和所述电源模块分别连接，用于按照所述微处理器的控制对所述电源模块的工作模式进行管理。
8.根据权利要求7所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述电源模块为电池。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述通信控制部件还包括:第二无线通信装置，与所述微处理器连接，用于与指定位置周边的渗压倾角检测装置进行通信。
10.根据权利要求9所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述第二无线通信装置为ZIGBEE通讯模块。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的渗压倾角检测装置，其特征在于，所述探测管包括多节管体，所述多节管体通过连接管头连接，每节所述管体内设置有一组倾角测量部件。
【文档编号】G01D21/02GK203422117SQ201320549497
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】徐承东, 黄益曼 申请人:浙江天地人科技有限公司