一种接续式永久边坡变形监测预警仪的制作方法

本实用新型涉及永久边坡稳定性监测研究技术领域，提出了一种接续式永久边坡变形监测预警仪。

背景技术：

随着现代生产建设力度的不断加大，各类建设项目为我国的经济社会发展做出了重要贡献，其中公路、铁路、水库、水电、矿山等建设工程中都不可避免地会涉及到边坡这一地质体，尤其是水库、水电和露天矿山本身的建设中就与边坡建设的工程量。边坡体有自然边坡与人工边坡之分，通常山岭地带中的建设涉及到的边坡体为自然边坡，比如修建盘山公路，而露天矿山、堆石坝等通常是由人工建设而成，这类边坡体为人工边坡。

边坡的稳定性事关稳定生产，尤其是一些工程中边坡体作为永久边坡而存在，其稳定与安全的重要性不言而喻。涉边坡工程正常生产活动的基础是边坡没有滑坡，在交通设施中，若边坡发生滑坡，轻则影响正常通行，需要清理滑坡体恢复交通，重则摧毁路基，截断交通线路，甚至发生伤亡事故，而矿山工业生产中的滑坡事故轻则埋没机械设备影响正常生产，造成经济损失，重则人员伤亡，尤其是大型滑坡，后果更加严重。若能实时监测边坡体的稳定性状态，如变形、位移等，通过数据定量地评价分析其安全性，在此基础上做出有效地危险预警，可以有预见性地避免损失产生，因而边坡的预警监测意义重大。基于边坡监测预警机制，本实用新型提出了一种接续式永久边坡变形监测预警仪。

技术实现要素：

本实用新型基于完善边坡监测预警机制之目的，提出了一种配合钻孔使用的监测预警装置，该装置采用接续式的连接结构使其能够实现边坡体深部与浅部协同监测，与传统边坡稳定性测量采用的测斜仪法、全站仪法等相比，该方法测量过程节省了人工，间接节约了测量成本，而且能够实现实时监测与预警。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种接续式永久边坡变形监测预警仪(以下简称监测预警仪)，主体包括连接机构、监测机构、外壳机构，所述连接机构焊接于外壳机构两端，分为接头(公头)和接口(母头)并能逐个接续以增加其整体长度，连接长度视所要监测的深度要求而定。

所述连接机构的接头与接口采用螺纹结构使各个监测预警仪首尾接续以增加整体长度，接头为外螺纹设计，并设计有柱状中心接头和与中心接头同圆心的外圈接头，接口为内螺纹设计，接口内部为与中心接头和外圈接头相匹配的中心接口和外圈接口。单个监测预警仪内接头与接口连接有导线用于供电和数据传输。

所述监测结构包括姿态传感器与可充电电源，利用小螺钉固定于外壳内部，姿态传感器集成高精度三轴陀螺仪和三轴欧拉角测量，采用太阳能充电或电网直接供电(电网直接供电实例去除可充电电源)。姿态传感器的数据传输工作和可充电电源的充电工作通过监测预警仪内的导线完成，并且接续完成后统一调配传感器使其分时段运行，即其中任意2个及以上传感器不同时运行，为接续后的每组监测预警仪配备无线传输设施将测得的数据传输至监测负责部门。

所述外壳机构为一中空金属柱状结构，其直径应与钻孔孔径相适应，此外应避免外壳机构材料强度过大阻碍了外壳随边坡体变形的趋势。外壳机构使用无缝管进行装配操作有困难时可以选择使用直缝管的形式，考虑到监测预警仪是埋设于岩土体中，外壳应有适当的防腐蚀性。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型可开展边坡体深部与浅部变形与位移的协同监测，能够清晰地表现出因位移引发的边坡内部形态改变；

2、本实用新型设置了无线数据传输功能，能够减轻测量人员的劳动强度，缩短监测时间，节省人工成本；

3、本实用新型设计各装置部件易于制作，结构简单，操作方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型接头或接口的俯视图；

图中：1—中心接口；2—接口；3—导线；4—可充电电源；5—姿态传感器；6—外圈接口；7—外壳机构；1’—中心接头；2’—接头；6’—外圈接头。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。

如图1和图2所示，一种接续式永久边坡变形监测预警仪，包括连接机构、监测机构、外壳机构。

连接机构使单个监测预警仪首尾接续以监测边坡深部的变形情况，包括接头2和接口2’，接头2为外螺纹设计，设计有柱状中心接头1’和外圈接头6’，接口2’为内螺纹设计，接口内部为与中心接头1’和外圈接头6’相匹配的中心接口1和外圈接口6。监测预警仪内接头与接口连接有导线用于供电和数据传输，该监测预警仪接口与下一接续监测预警仪接头通过螺纹拧紧，使数据连续传输。

所述监测结构包括姿态传感器5与可充电电源4，利用小螺钉固定于外壳内部，姿态传感器集成高精度三轴陀螺仪和三轴欧拉角测量，能够实时测量传感器所在平面与水平面的角度，为其设置预警的阈值，当超过此阈值时即报警。设计采用太阳能充电，当采用集中电网供电时将可充电电源去除。监测预警仪工作时测量当前时刻传感器所处位置的倾斜角并传输当前数据，姿态传感器的数据传输工作和可充电电源的充电工作通过监测预警仪内的导线3完成，并且接续完成后统一调配传感器使其分时段运行，即其中任意2个及以上传感器不同时运行，为接续后的每组监测预警仪配备无线传输设施将测得的数据传输至监测负责部门。

所述外壳机构7为一中空金属柱状结构，其直径应与钻孔孔径相适应，此外应避免外壳机构材料强度过大阻碍了外壳随边坡体变形的趋势。此外，外壳机构在传感器所处位置应加厚，防止钻孔径缩压坏传感器；外壳机构使用无缝管进行装配操作有困难时可以选择使用直缝管的形式，考虑到监测预警仪是埋设于岩土体中，选材应有适当的防腐蚀性。

所述一种接续式永久边坡变形监测预警仪与边坡钻孔配合，对于竖直钻孔，接续并下放监测预警仪时应采取防坠措施，如防坠绳等，当接续完成后，为整组监测预警仪安装太阳能充电设施与无线数据传输设施。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，包括但不限于增加传感器数量、调整连接机构形式，改变数据传输方法等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种接续式永久边坡变形监测预警仪，其特征在于：包括连接机构、监测机构、外壳机构，所述连接机构焊接于外壳机构两端，分为接头和接口，采用螺纹结构使各个监测预警仪首尾接续。

2.根据权利要求1所述的一种接续式永久边坡变形监测预警仪，其特征在于：所述接头为外螺纹设计，并设计有柱状中心接头和与外圈接头，所述接口为内螺纹设计，接口内部为与中心接头和外圈接头相匹配的中心接口和外圈接口。

3.根据权利要求2所述的一种接续式永久边坡变形监测预警仪，其特征在于：所述单个监测预警仪内接头与接口连接有导线用于供电和数据传输。

4.根据权利要求1所述的一种接续式永久边坡变形监测预警仪，其特征在于：为接续后的每组监测预警仪配备无线传输设施用于数据传输。

5.根据权利要求1所述的一种接续式永久边坡变形监测预警仪，其特征在于：接续完成后统一调配传感器使其分时段运行。

技术总结
本实用新型公开了一种接续式永久边坡变形监测预警仪，该监测预警装置配合钻孔使用，采用接续式的连接结构使其能够实现边坡体深部与浅部协同监测，与传统边坡稳定性测量采用的测斜仪法、全站仪法等相比，该方法测量过程节省了人工，间接节约了测量成本，而且能够实现实时监测与预警。主体包括连接机构、监测机构、外壳机构，所述连接机构焊接于外壳机构两端，分为接头和接口并能逐个接续以增加其整体长度，所述监测结构包括姿态传感器与可充电电源，姿态传感器集成高精度三轴陀螺仪和三轴欧拉角测量。能实时监测边坡体的稳定性状态，通过数据定量地评价分析其安全性，在此基础上做出有效地危险预警。

技术研发人员：韩鹏;何渊;徐占金;徐国俊;王毅;刘丽珍
受保护的技术使用者：山西煤炭进出口集团河曲旧县露天煤业有限公司
技术研发日：2020.04.30
技术公布日：2020.11.17