專利名稱：泥石流地聲監(jiān)測報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明ー種監(jiān)測報警裝置，尤其是涉及ー種泥石流地聲監(jiān)測報警裝置。
背景技術(shù)：
我國地貌類型復(fù)雜多祥，特別是山地占國土陸地面積的三分之ニ。由于季風(fēng)暴雨較多，再加上人為活動的影響，使我國的泥石流災(zāi)害發(fā)生頻繁。泥石流是發(fā)生在山地地區(qū)的 ー種含有大量沙石塊的特殊山洪，具有發(fā)生突然、歷時短暫、破壞力強的特點，對泥石流下游村鎮(zhèn)居民的生命財產(chǎn)安全造成較大的威脅。由于泥石流的治理比較困難，目前主要是以監(jiān)測預(yù)防為主?，F(xiàn)有的監(jiān)測裝置主要有地聲監(jiān)測裝置、泥位傳感裝置、攝像裝置、次聲波監(jiān)測裝置等多種裝置。次聲波監(jiān)測裝置主要是通過檢測泥石流形成和運動過程中發(fā)出的次聲信號來實現(xiàn)對泥石流的監(jiān)測，其原理簡單，監(jiān)測裝置可以置于遠(yuǎn)離泥石流源地的室內(nèi)。但自然界中產(chǎn)生次聲波的還有其它現(xiàn)象， 如地震、海嘯、火山噴發(fā)和強風(fēng)暴等，該次聲波有的可以傳遞上千公里遠(yuǎn)，對次聲波泥石流監(jiān)測裝置有干擾。由于泥石流運動的復(fù)雜性使泥位傳感裝置也有較大的局限性，攝像裝置一般只是ー種對泥石流發(fā)生的校核或確認(rèn)，它本身由于提前時間太短，幾乎喪失了報警功能。地聲監(jiān)測裝置是捕捉泥石流在河床運動時產(chǎn)生的地聲信號，其卓越頻率在30Hz-80Hz， 該地聲信號在巖土層中傳播時，由于巖土層的破裂、含水等不完整性，使該信號衰減較大而不能遠(yuǎn)距離傳輸，有的區(qū)域甚至傳輸距離小于100米。傳統(tǒng)的地聲監(jiān)測裝置就不得不安置在流域發(fā)生泥石流的源地，并通過電纜或無線的方式將信號傳回，這樣不僅增加了成本，并使整個裝置更加復(fù)雜，并由于是基于無線或電纜傳輸信號，在雷雨天氣容易受到電磁干擾甚至損壞。現(xiàn)有的單點地聲監(jiān)測太陽能無線傳輸裝置的費用就在二十余萬元人民幣左右， 對ー個泥石流區(qū)域僅靠單點監(jiān)測肯定是遠(yuǎn)不能滿足要求的，而組成網(wǎng)絡(luò)傳感的費用就更高了，并且該裝置在長期的可靠性及穩(wěn)定性仍有待檢驗，這些都限制了現(xiàn)有監(jiān)測裝置的推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、成本低且使用方式靈活、靈敏度高，同時使用價值高，適應(yīng)性強，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、分布式或準(zhǔn)分布式的監(jiān)測，能有效監(jiān)測泥石流的產(chǎn)生、運動中所發(fā)出的地聲信號。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種泥石流地聲監(jiān)測報警裝置， 其特征在干包括設(shè)置在被監(jiān)測現(xiàn)場且用于測試現(xiàn)場巖土體振動強度的探頭，所述探頭包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部的曲線形支架，所述曲線形支架一端固定在殼體內(nèi)壁上，所述曲線形支架另一端固定連接振子，所述曲線形支架內(nèi)側(cè)相對的兩個面上分別設(shè)置有多個變形齒ー和多個變形齒ニ，所述變形齒一與變形齒ニ之間呈交錯對應(yīng)布設(shè)，所述變形齒一與變形齒ニ的頭部之間形成曲線形通道，所述曲線形通道內(nèi)部穿設(shè)有信號光纖，所述信號光纖的兩端中至少有一端連接用于對信號光纖的光信號功率變化量進(jìn)行同步測試的測試單元， 通過測試単元通過光纜與信號光纖相接，所述測試單元還與處理單元相接，所述處理単元還與聲光報警裝置相接，所述測試単元、處理單元和聲光報警裝置均位于監(jiān)測站內(nèi)。上述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述振子與殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有輔助彈簧，所述輔助彈簧位于曲線形支架上端。上述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述振子為永久磁鐵或振子上固定有永久磁鐵一，所述殼體內(nèi)壁上固定有永久磁鐵ニ或線圈，所述永久磁鐵ニ或線圈與振子之間構(gòu)成ー振動阻尼系統(tǒng)。上述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在干所述曲線形支架為曲線形殼體、彈簧、鋸齒板或波紋管。上述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在干所述光纜沿泥石流的路徑布設(shè)，所述探頭布設(shè)在光纜上，所述探頭的數(shù)量至少為兩個。上述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述殼體內(nèi)部還設(shè)置有供曲線形支架下端部安裝的固定支架，所述固定支架上固定安裝有調(diào)整螺桿，所述調(diào)整螺桿上端固定連接底板，所述曲線形支架卡裝在底板與振子之間。上述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述調(diào)整螺桿通過螺紋連接與固定支架固定連接。上述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述信號光纖為外部包有多層保護(hù)層的光纖，所述信號光纖外還包覆有ー層防水材料層。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)簡單、加工制作簡便、投入成本低且使用方式靈活、靈敏度高。2、適用面廣，適應(yīng)能力強，能有效適用于各種泥石流測試中。3、測試精度高，安裝布設(shè)方便。4、功能完善，通過將光纜沿泥石流可能的路徑布設(shè)，并在光纜上安置多個探頭，可以監(jiān)測泥石流的發(fā)展及運動相關(guān)參數(shù)，為報警提供更確切的數(shù)據(jù)，甚至可以做到計算出泥石流到達(dá)的剩余時間，以利于避險。5、選用普通的通信光纖以及常規(guī)的測試儀器如光源-光功率計或光時域反射計就可以完成泥石流的監(jiān)測，從而可以大幅度降低整個裝置的成本，利于推廣使用。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，實用價值高，能有效監(jiān)測泥石流的產(chǎn)生及運動參數(shù)，并可以及時報警， 減少對民眾的生命財產(chǎn)威脅。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實施例1中探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實施例1中曲線形支架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為實施例2中曲線形支架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為實施例3中曲線形支架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為實施例4 t附圖標(biāo)記說明1-光纜；4-1-變形齒一；7-處理單元；10-永久磁鐵ニ ；17-底板；21-輔助彈簧；38-彈簧絲；
具體實施例方式實施例1如圖1、2和3所示的一種泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，包括設(shè)置在被監(jiān)測現(xiàn)場且用于測試現(xiàn)場巖土體2振動強度的探頭20，所述探頭20包括殼體9和設(shè)置在殼體9內(nèi)部的曲線形支架，所述曲線形支架一端固定在殼體9內(nèi)壁上，所述曲線形支架另一端固定連接振子8，所述曲線形支架內(nèi)側(cè)相對的兩個面上分別設(shè)置有多個變形齒ー 4-1和多個變形齒ニ 4-2，所述變形齒ー 4-1與變形齒ニ 4-2之間呈交錯對應(yīng)布設(shè)，所述變形齒ー 4-1與變形齒 ニ 4-2的頭部之間形成曲線形通道，所述曲線形通道內(nèi)部穿設(shè)有信號光纖33，所述信號光纖33的兩端中至少有一端連接用于對信號光纖33的光信號功率變化量進(jìn)行同步測試的測試單元5，通過測試単元5通過光纜1與信號光纖33相接，所述測試単元5還與處理單元7 相接，所述處理単元7還與聲光報警裝置3相接，所述測試単元5、處理單元7和聲光報警裝置3均位于監(jiān)測站內(nèi)。本實施例中，所述曲線形支架為曲線形殼體19，多個變形齒ー 4-1和多個變形齒 ニ 4-2對應(yīng)布設(shè)在曲線形殼體19的內(nèi)壁上。探頭20埋設(shè)于被監(jiān)測現(xiàn)場巖土體2中，實際工作中，當(dāng)有泥石流產(chǎn)生或運動吋，泥石流產(chǎn)生振動，導(dǎo)致振子8上下位移，使位于殼體9內(nèi)部的曲線形殼體19兩端距離發(fā)生變化，從而使曲線型殼體19的變形齒一 4-1與變形齒ニ 4-2之間的距離改變，變形齒ー 4-1與變形齒ニ 4-2之間的距離改變導(dǎo)致信號光纖33的彎曲曲率變化，信號光纖33的彎曲曲率變化使得其內(nèi)部傳輸?shù)墓庑盘栯S之變化，通過測試處理單元5可以監(jiān)測到該光信號的變化并傳遞給處理單元7進(jìn)行判斷并給出報警提示。由于探頭20埋于巖土體中，泥石流的振動頻率和振幅明顯區(qū)別于其它聲音，且由于巖土體的不完整性使遠(yuǎn)距離其它噪音均衰減殆盡，從而可以提高信號的拾取，使本裝置具有較好的抗干擾能力。所述振子8與殼體9內(nèi)壁之間設(shè)置有輔助彈簧21，所述輔助彈簧21位于曲線形支架上端，所述振子8為永久磁鐵或振子8上固定有永久磁鐵一，所述殼體9內(nèi)壁上固定有永久磁鐵ニ 10或線圈，所述永久磁鐵ニ 10或線圈與振子8之間構(gòu)成一振動阻尼系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述信號光纖33的兩端設(shè)置有光反射裝置，所述的光反射裝置是光反射鏡、光纖光柵或含有氣泡的光纖。測試單元5通過測試位于曲線型殼體19前后反射裝置的
勺結(jié)構(gòu)示意圖<
2-巖土體； 4-2-變形齒ニ ； 8-振子； 15-曲線形殼體 19-曲線形支架 33-信號光纖； 40-波紋管；
3-聲光報警裝置 5-測試單元； 9-殼體； 16-調(diào)整螺桿； 20-探頭； 36-鋸齒板； 41-管壁。反射光信號的強度之差，就可以確定曲線型殼體19變化大小，也就是振子8的振幅，達(dá)到監(jiān)測泥石流的目的。所述的探頭20及光纜1埋置在被監(jiān)測現(xiàn)場巖土體2下，所述光纜1沿泥石流的路徑布設(shè)，所述探頭20布設(shè)在光纜1上，所述探頭20的數(shù)量至少為兩個，這樣可以做大準(zhǔn)分布的監(jiān)測泥石流的變化及參數(shù)。所述殼體9內(nèi)部還設(shè)置有供曲線形殼體19下端部安裝的固定支架15，所述固定支架15上固定安裝有調(diào)整螺桿16，所述調(diào)整螺桿16上端固定連接底板17，所述曲線形殼體 19卡裝在底板17與振子8之間，所述調(diào)整螺桿16通過螺紋連接與固定支架15固定連接， 這樣通過調(diào)整螺桿16可實現(xiàn)對曲線形殼體19狀態(tài)進(jìn)行手動調(diào)整。所述信號光纖33為外部包有多層保護(hù)層的光纖，所述信號光纖33外還包覆有一層防水材料層。實施例2如圖4和5所示，本實施例與實施例1不同的是所述曲線形支架為彈簧絲38，變形齒ー 4-1和變形齒ニ 4-2對應(yīng)布設(shè)在彈簧絲38中相鄰兩圈彈簧絲之間，且變形齒一 4-1 和變形齒ニ 4-2相互交錯布設(shè)。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例3如圖6和7所示，本實施例與實施例1不同的是所述曲線形支架為波紋管40，變形齒ー 4-1和變形齒ニ 4-2對應(yīng)布設(shè)在波紋管40的管壁41上內(nèi)凹處的相對兩個側(cè)面上， 且變形齒ー 4-1和變形齒ニ 4-2相互交錯布設(shè)。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例4如圖8所示，本實施例與實施例1不同的是所述曲線形支架為鋸齒形支架，且鋸齒形支架由兩個鋸齒板36相扣而成，兩塊鋸齒板的相對面上布設(shè)有相互交錯對應(yīng)的變形齒ー 4-1和變形齒ニ 4-2。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例 1相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于包括設(shè)置在被監(jiān)測現(xiàn)場且用于測試現(xiàn)場巖土體⑵振動強度的探頭(20)，所述探頭00)包括殼體(9)和設(shè)置在殼體(9)內(nèi)部的曲線形支架，所述曲線形支架一端固定在殼體(9)內(nèi)壁上，所述曲線形支架另一端固定連接振子(8)，所述曲線形支架內(nèi)側(cè)相對的兩個面上分別設(shè)置有多個變形齒ー(4-1)和多個變形齒ニ G-2)，所述變形齒ー G-1)與變形齒ニ(4- 之間呈交錯對應(yīng)布設(shè)，所述變形齒一 (4-1)與變形齒ニ G-2)的頭部之間形成曲線形通道，所述曲線形通道內(nèi)部穿設(shè)有信號光纖(33)，所述信號光纖(33)的兩端中至少有一端連接用于對信號光纖(33)的光信號功率變化量進(jìn)行同步測試的測試單元(5)，通過測試単元(5)通過光纜⑴與信號光纖(33) 相接，所述測試単元( 還與處理單元(7)相接，所述處理単元(7)還與聲光報警裝置(3) 相接，所述測試単元(5)、處理單元(7)和聲光報警裝置C3)均位于監(jiān)測站內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述振子(8)與殼體(9)內(nèi)壁之間設(shè)置有輔助彈簧(21)，所述輔助彈簧01)位于曲線形支架上端。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述振子(8)為永久磁鐵或振子(8)上固定有永久磁鐵一，所述殼體(9)內(nèi)壁上固定有永久磁鐵ニ(10)或線圈，所述永久磁鐵ニ(10)或線圈與振子(8)之間構(gòu)成一振動阻尼系統(tǒng)。
4.按照權(quán)利要求1所述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述曲線形支架為曲線形殼體、彈簧、鋸齒板或波紋管。
5.按照權(quán)利要求1所述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在于所述光纜(1)沿泥石流的路徑布設(shè)，所述探頭OO)布設(shè)在光纜(1)上，所述探頭OO)的數(shù)量至少為兩個。
6.按照權(quán)利要求1所述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在干所述殼體(9)內(nèi)部還設(shè)置有供曲線形支架下端部安裝的固定支架(15)，所述固定支架(1 上固定安裝有調(diào)整螺桿(16)，所述調(diào)整螺桿(16)上端固定連接底板(17)，所述曲線形支架卡裝在底板(17) 與振子⑶之間。
7.按照權(quán)利要求6所述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在干所述調(diào)整螺桿(16) 通過螺紋連接與固定支架(1 固定連接。
8.按照權(quán)利要求1所述的泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，其特征在干所述信號光纖(33) 為外部包有多層保護(hù)層的光纖，所述信號光纖(3 外還包覆有ー層防水材料層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種泥石流地聲監(jiān)測報警裝置，包括設(shè)置在被監(jiān)測現(xiàn)場且用于測試現(xiàn)場巖土體振動強度的探頭，探頭包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部的曲線形支架，曲線形支架一端固定在殼體內(nèi)壁上，曲線形支架另一端固定連接振子，曲線形支架內(nèi)側(cè)相對的兩個面上分別設(shè)置有多個變形齒一和多個變形齒二，變形齒一與變形齒二之間呈交錯對應(yīng)布設(shè)，變形齒一與變形齒二的頭部之間形成曲線形通道，曲線形通道內(nèi)部穿設(shè)有信號光纖，信號光纖的兩端中至少有一端連接測試單元，測試單元還與處理單元相接，處理單元還與聲光報警裝置相接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、成本低且使用靈活，同時適應(yīng)性強，能有效監(jiān)測泥石流的產(chǎn)生、運動中所發(fā)出的地聲信號。
文檔編號G01H9/00GK102542731SQ201010576019
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者杜兵 申請人:西安金和光學(xué)科技有限公司