一种基于深部位移计的地下位移监测装置及系统的制作方法

1.本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及地下地质变化或者移动的检测或者监测技术领域，具体涉及一种基于深部位移计的地下位移监测装置及系统。


背景技术：

2.地下位移监测是及时掌握被监测区域地质的当前稳定情况和提前预判地质运动趋势最直观和最有效的手段。譬如，应用最为广泛的是边坡地质或者易于塌方或者常有地下水的地址区域监测。通过实时监测地质位移情况，能够及时掌握和预判当前地质区域的稳定性，通常能够有效的避免因塌方或者滑坡导致的人身和财产损失。一般而言监测的区域或位于高建筑物下方，或位于山体边坡，或位于河流堤坝等。
3.申请人通过关键字“地下位移监测”检索获得现有监测地下位移的装置、方法技术，具体包括：
4.现有技术1：公开号cn205090956u的中国实用新型专利公开了一种地下位移监测系统的测斜管保护装置，它包括设置在地下监测钻孔内的测斜管，在测斜管上端扣有封口盖，在测斜管外套有pvc保护管，pvc保护管(3)的上端高度高于封口盖的端面高度。本实用新型为防止一些无意识因素对测斜管造成破坏，在测斜管外套一根高度高于其上端面的pvc保护管，这样pvc保护管对一些滚落的石块，无意识的碰撞均会起到很好的保护作用，在测斜管上设置封口盖，这样可以避免杂物或落石掉入pvc保护管。上述现有技术解决的技术问题为防止深部位移测斜管人为恶意破坏和落入杂物堵塞的地下位移监测系统的测斜管保护装置，其未对如何更好的解决位移监测或者报警进行改进。
5.现有技术2：公开号cn111964555a的中国发明专利申请公开了一种边坡地下位移监测仪及其位移监测方法，涉及涉及边坡工程技术领域，其结构为：钢管连接竖管的上端，钢管内设置有左右两个游标尺，左右两个弹簧固定于钢管两端；钢管中间设置有固定于钢管上壁的前后两个轮轴；两个基点固定端头分别固定于滑坡面和非滑坡位置，两个基点固定端头通过钢绞线绕过轮轴后分别连接左右两个弹簧，钢绞线上设置有指针，初始状态时，指针对应于游标尺的0刻度。该发明的有益效果在于：用于露天煤矿边坡工程中，可以显示边坡滑动地下位移，对边坡进行实时观测，为煤矿工程技术人员和监测人员提供边坡滑动位移数据，从而有效的防止露天煤矿开采、施工过程中边坡滑坡、坍落事故的发生。
6.本技术要解决的技术问题基本与现有技术2一致，但主要侧重于地质发生位移瞬间进行及时报警，以提示相关工作人员根据地质位移情况和趋势提前预判，避免因塌陷、坍塌、滑坡事故导致不必要的损失。


技术实现要素：

7.为了及时掌握地质变化，地质移动、错动、滑坡状态，及时对地下地质发生位移发出报警，解决地质塌陷、坍塌、滑坡信息反馈的及时性问题，避免导致不必要的损失发生，本技术提供一种基于深部位移计的地下位移监测装置及系统。本发明提供的地下位移监测装
置利用纯机械结构实现报警，可靠性高，不受外界环境影响，不受地质位移发生量的大小、快慢影响，能够有效的、及时的提供地质发生位移的位置、区域和强烈程度，能够满足包括水平位移、倾斜位移和竖直位移的监测需求。
8.为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：
9.一种基于深部位移计的地下位移监测装置，包括通过球体机构转动连接的下套管和上套管，所述上套管的自由端可拆卸密闭连接有盖体，所述上套管内部形成用于容纳深部位移计和触发报警机构的设备腔；所述下套管和上套管之间还设置有弹性垫圈，所述上套管、弹性垫圈和下套管的侧壁上均设置有呈圆周阵列设置且一一对应的用于安装感应线的通孔，所述设备腔内还设置有触发盘，触发盘上设置有多个触发器，任一触发器均短接有感应线，所述感应线的两端通过通信线缆与后端服务器电连接。
10.优选地，任一所述感应线均对折形成弯折部，感应线的两个自由端依次贯穿下套管、弹性垫圈和上套管上设置的通孔并与所述触发器电连接；所述感应线的弯折部通过设置在下套管中任一所述通孔下端口处的下堵头固定，所述上套管中任一所述通孔上端口处设置有用于保持感应线处于绷直状态的上堵头。
11.优选地，所述球体机构包括固定连接的螺柱和球体，所述螺柱通过螺纹与上套管可拆卸密闭连接，所述球体与下套管靠近上端头的位置转动连接。
12.优选地，所述上套管的设备腔内还螺纹连接有用于抵靠并限制所述螺柱与上套管之间相对位置的锁紧盖板。
13.优选地，所述触发盘上安装有用于容纳通信线缆的线缆套管，所述线缆套管贯穿所述盖体并向外延伸形成与所述盖体密封接触的膨大部。
14.优选地，所述通孔的数量至少4个。
15.优选地，所述通孔的数量为8个或12个。
16.优选地，所述下套管和上套管的外侧壁上呈圆周这列分布有多个设置有编号的阻力板，所述阻力板与通孔的数量和方位相对应。
17.优选地，包括多个竖直埋设于地下位于不同深度和位置的如权利要求8所述的地下位移监测装置，任一所述地下位移监测装置均通过通信线缆(5)与后端服务器电连接以实时发送位移触发信号和位移量信号。
18.有益效果：
19.1、本发明通过采用球形连接的上下套管来感应地质的位移，使得将设置在上下套管内壁中的感应线拉断，在拉断的瞬间通过触发器发出报警，从而第一时间掌握地质位移的情况，确保地质位移信息掌握的及时性。
20.2、采用圆形阵列多个感应线，能够根据感应线断裂的方位，数量，以及断裂相邻时间掌握地质位移发生的运动方向，位移程度和速度等信息。
21.3、本发明采用阵列布局的多个地下位移检测装置，能够根据多个地下位移监测装置反馈的报警信息确定位移发生区域范围，同时根据同一个地下位移监测装置发生报警的方位编号确定发生位移的方向，从而及时的从整体上判定区域地质的位移情况。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明地下位移监测装置结构轴测图。
24.图2是图1的主视图。
25.图3是图2中沿剖切符号a-a的剖视图。
26.图4是图3中b区结构放大图。
27.图5是图1带阻力板的结构轴测图。
28.图6是图1的内部结构轴测图。
29.图7是感应线安装在通孔内的示意图。
30.图8是检测装置受外力弯曲的状态示意图。
31.图9是图8中位于通孔内的感应线受力断裂的示意图【其中编号为(8)-(10)的感应线断裂】。
32.图10是触发器短接的接线示意图。
33.图11是地下位移检测系统的安装示意图。
34.图中：1-下套管；2-弹性垫圈；3-上套管；4-盖体；5-通信线缆；6-线缆套管；7-触发盘；8-设备腔；9-锁紧盖板；10-螺柱；11-球体；12-阻力板；13-密封圈；14-通孔；15-感应线；16-触发器；17-上堵头；18-下堵头。
具体实施方式
35.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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技术中的具体含义。
41.实施例1：
42.结合说明书附图1-图10所示的一种基于深部位移计的地下位移监测装置，包括通过球体机构转动连接的下套管1和上套管3，所述上套管3的自由端可拆卸密闭连接有盖体4，盖体4与上套管3之间通过密封圈13密封，所述上套管3内部形成用于容纳深部位移计和触发报警机构的设备腔8；所述下套管1和上套管3之间还设置有弹性垫圈2，所述上套管3、弹性垫圈2和下套管1的侧壁上均设置有呈圆周阵列设置且一一对应的用于安装感应线15的通孔14，所述设备腔8内还设置有触发盘7，触发盘7上设置有多个触发器16，任一触发器16均短接有感应线15，所述感应线15的两端通过通信线缆5与后端服务器电连接。
43.工作原理：
44.将本实施例提供的地下位移监测装置根据需要监测的地质实际情况进行安装，本实施例以常规的水平或者倾斜错位、滑坡监测为例进行说明。将地下位移监测装置竖直安装于预定的地下深度，并通过通信线缆5与后端服务器建立电性通信连接，在正常状况下，地下位移监测装置不会受到径向力的作用，因此整体结构并不会发生任何形变，任一触发器16均如图10所示短接在感应线15上，此时，触发器16内部并不会有电流作用，无法发出任何触发信号。当地下位移监测装置所在位置因地质位移受到径向力的作用，那么此时下套管1和上套管3就会发生偏转，从同轴的180
°
逐渐变化为钝角，位移越大，角度将逐渐减小，此时弹性垫圈2就会单侧受力被压缩，相对侧就会被拉升，如图8所示，那么被拉升的一侧的感应线15在拉升作用力下会瞬间断裂，结合图9所示，在图8状态下，编号为8-10通孔内的感应线15断裂，从而对应编号的触发器16就瞬间解除短接状态，从而通电触发，通过通信线缆5将触发信号发送至后端服务器，工作人员能够第一时间收到位移信息。
45.以上是单个地下位移监测装置发出触发报警的工作原理，通过图9所示对应编号的感应线15的断裂可以确定当前位置的位移方向和程度。断裂的感应线15数量越多，说明下套管1和上套管3发生偏转程度越剧烈，位移越强烈，反之，若断裂的感应线15数量只有一根，那么同样可以判断位移方向，只是位移程度并不强烈。值得说明的是，由于被监测区域安装的地下位移监测装置的数量非常多，位于不同深度，不同位置，因此，可以有效的获得发生地质位移的覆盖区域，方向，从而从整体上作出趋势预判，避免地质灾害发生。再者，在设备腔8安装的深部位移计能够通过加速度计计算位移的方向，从而实现双重校正。深部位移计是现有成熟技术，在本实施例中能够实现双重监测，提高监测的准确性。
46.实施例2：
47.本实施例是在实施例1的基础上，进一步结合说明书附图6-图7所示，，任一所述感应线15均对折形成弯折部，感应线15的两个自由端依次贯穿下套管1、弹性垫圈2和上套管3上设置的通孔14并与所述触发器16电连接；所述感应线15的弯折部通过设置在下套管1中任一所述通孔14下端口处的下堵头18固定，所述上套管3中任一所述通孔14上端口处设置有用于保持感应线15处于绷直状态的上堵头17。本实施例中采用的感应线15采用具有表面
涂覆绝缘层的铜丝，铜丝直径不大于0.2mm，弯折部绕过下堵头18后通过贯穿上堵头17并缠绕在上堵头17上进行固定，保证感应线15始终处于绷紧状态。
48.本实施例中，所述球体机构包括固定连接的螺柱10和球体11，所述螺柱10通过螺纹与上套管3可拆卸密闭连接，所述球体11与下套管1靠近上端头的位置转动连接，详见图6所示。
49.本实施例中，为了满足不同偏转余量的应用需求，所述上套管3的设备腔8内还螺纹连接有用于抵靠并限制所述螺柱10与上套管3之间相对位置的锁紧盖板9。可以通过调节螺柱10与上套管3之间的距离，在利用锁紧盖板9进行紧固从而达到固定上套管3和下套管1之间相对距离的目的，从而也可以调节感应线15的长度，实现对感应线15韧性和弹性垫圈2的抗压缩性的调节。
50.本实施例中，所述触发盘7上安装有用于容纳通信线缆5的线缆套管6，所述线缆套管6贯穿所述盖体4并向外延伸形成与所述盖体4密封接触的膨大部。
51.所述通孔14的数量至少4个。具体可以选择设置为8个或12个或者其他数量，数量分布越多，越密集，其判断位移程度的精度越高，但优选是3或者4的倍数，这样能够更加直观的判断。
52.为了进一步提高本实施例所述地下位移监测装置偏转与地址移动的一致性，所述下套管1和上套管3的外侧壁上呈圆周这列分布有多个设置有编号的阻力板12，所述阻力板12与通孔14的数量和方位相对应。呈阵列分布的阻力板12能够对来自任何方向的应力进行抵抗，避免地下土壤与下套管1和上套管3之间产生滑移而使得监测的位移量相比实际位移量偏低，导致数据失真的问题。
53.实施例3：
54.结合说明书附图11所示，本实施例提供一种地下位移监测系统，包括多个竖直埋设于地下位于不同深度和位置的如上述任一实施例所述的地下位移监测装置，任一所述地下位移监测装置均通过通信线缆5与后端服务器电连接以实时发送位移触发信号和位移量信号。
55.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于深部位移计的地下位移监测装置，其特征在于：包括通过球体机构转动连接的下套管(1)和上套管(3)，所述上套管(3)的自由端可拆卸密闭连接有盖体(4)，所述上套管(3)内部形成用于容纳深部位移计和触发报警机构的设备腔(8)；所述下套管(1)和上套管(3)之间还设置有弹性垫圈(2)，所述上套管(3)、弹性垫圈(2)和下套管(1)的侧壁上均设置有呈圆周阵列设置且一一对应的用于安装感应线(15)的通孔(14)，所述设备腔(8)内还设置有触发盘(7)，触发盘(7)上设置有多个触发器(16)，任一触发器(16)均短接有感应线(15)，所述感应线(15)的两端通过通信线缆(5)与后端服务器电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于深部位移计的地下位移监测装置，其特征在于：任一所述感应线(15)均对折形成弯折部，感应线(15)的两个自由端依次贯穿下套管(1)、弹性垫圈(2)和上套管(3)上设置的通孔(14)并与所述触发器(16)电连接；所述感应线(15)的弯折部通过设置在下套管(1)中任一所述通孔(14)下端口处的下堵头(18)固定，所述上套管(3)中任一所述通孔(14)上端口处设置有用于保持感应线(15)处于绷直状态的上堵头(17)。3.根据权利要求2所述的一种基于深部位移计的地下位移监测装置，其特征在于：所述球体机构包括固定连接的螺柱(10)和球体(11)，所述螺柱(10)通过螺纹与上套管(3)可拆卸密闭连接，所述球体(11)与下套管(1)靠近上端头的位置转动连接。4.根据权利要求3所述的一种基于深部位移计的地下位移监测装置，其特征在于：所述上套管(3)的设备腔(8)内还螺纹连接有用于抵靠并限制所述螺柱(10)与上套管(3)之间相对位置的锁紧盖板(9)。5.根据权利要求4所述的一种基于深部位移计的地下位移监测装置，其特征在于：所述触发盘(7)上安装有用于容纳通信线缆(5)的线缆套管(6)，所述线缆套管(6)贯穿所述盖体(4)并向外延伸形成与所述盖体(4)密封接触的膨大部。6.根据权利要求5所述的一种基于深部位移计的地下位移监测装置，其特征在于：所述通孔(14)的数量至少4个。7.根据权利要求6所述的一种基于深部位移计的地下位移监测装置，其特征在于：所述通孔(14)的数量为8个或12个。8.根据权利要求5所述的一种基于深部位移计的地下位移监测装置，其特征在于：所述下套管(1)和上套管(3)的外侧壁上呈圆周这列分布有多个设置有编号的阻力板(12)，所述阻力板(12)与通孔(14)的数量和方位相对应。9.一种地下位移监测系统，用于监测地下建筑或者地质位移状态，其特征在于：包括多个竖直埋设于地下位于不同深度和位置的如权利要求8所述的地下位移监测装置，任一所述地下位移监测装置均通过通信线缆(5)与后端服务器电连接以实时发送位移触发信号和位移量信号。

技术总结
本申请公开了一种基于深部位移计的地下位移监测装置及系统，包括通过球体机构转动连接的下套管和上套管，上套管内部形成用于容纳深部位移计和触发报警机构的设备腔；下套管和上套管之间还设置有弹性垫圈，上套管、弹性垫圈和下套管的侧壁上均设置有呈圆周阵列设置且一一对应的用于安装感应线的通孔，设备腔内还设置有触发盘，触发盘上设置有多个触发器，任一触发器均短接有感应线，所述感应线的两端通过通信线缆与后端服务器电连接。本发明通过采用球形连接的上下套管来感应地质的位移，使得将设置在上下套管内壁中的感应线拉断，在拉断的瞬间通过触发器发出报警，从而第一时间掌握地质位移的情况，确保地质位移信息掌握的及时性。时性。时性。


技术研发人员：白革学 万宝峰 丁国轩 燕强珍 龙茂泽
受保护的技术使用者：甘肃工程地质研究院
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/8