本實用新型涉及一種地質(zhì)災害預警領(lǐng)域,更具體地說，它涉及一種滑坡檢測裝置及滑坡監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

滑坡是山區(qū)、丘陵地區(qū)常見的病害。它與地震、崩塌、泥石流一樣，是一種危害很大的不良自然地質(zhì)現(xiàn)象。我國幅員遼闊，有70％的地區(qū)，地質(zhì)地理條件十分復雜，滑坡分布尤為廣泛，西南、西北、華東、中南和華北的山區(qū)，丘陵以及黃土高原地區(qū)都有大量滑坡分布，亦是世界上受滑坡危害比較嚴重的國家之一?；聻檎w或幾大塊相繼滑動，一般為緩慢地、長期地、間歇性地沿滑動方向向下滑動，它可以延緩幾年、幾十年以至百年以上?；禄瑒拥耐馏w或巖體，可大可小，小的百十立方米，大的可達幾十萬甚至數(shù)百萬立方米?；戮哂泻艽蟮钠茐牧?，大規(guī)模的滑坡會掩埋村鎮(zhèn)、摧毀工礦、中斷交通、堵塞江河、破壞農(nóng)田和森林，給國家建設(shè)和人民的生命財產(chǎn)造成嚴重的損失。

為了能夠提前預警以減小滑坡帶給人們的危害，國家和社會投入大量人力物力研究和開發(fā)了滑坡預警系統(tǒng)。例如申請?zhí)枮镃N201310540814.X的中國專利公開了一種滑坡應力監(jiān)測裝置，它包括一個機架，機架的前端為盈應力板，應力板可以向后滑動，在機架的后端為應力監(jiān)測裝置，將機架置于滑坡危險地段的土層中，當滑坡應力增加，應力板發(fā)生輕微的位移，應力監(jiān)測裝置檢測到應力變化，得出相應的檢測數(shù)據(jù)。

這種滑坡監(jiān)測裝置雖然能夠通過檢測嵌入土層中的應力板發(fā)生位移所反映的應力變化來實現(xiàn)對滑坡災害的檢測，但由于滑坡時，雖然應力的力很大，但應力形變引起應力板的位移非常微小，則會出現(xiàn)滑坡所引起的土層位移不能將應力的大小傳遞至應力監(jiān)測裝置，甚至出現(xiàn)檢測精度不夠造成漏檢情況的發(fā)生，因此亟需改善。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的主要目的在于提供一種可以精確檢測滑坡應力的滑坡檢測裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下技術(shù)方案：

一種滑坡檢測裝置，包括殼體，還包括用于放大土層應力形變位移量的應力形變放大機構(gòu)，所述應力形變放大機構(gòu)包括鉸接于殼體上的旋臂以及嵌入土層中的應力板，所述應力板的一側(cè)壁與土層相抵且另一側(cè)壁與旋臂的力臂較小的一端相抵。

采用上述技術(shù)方案，在土層發(fā)生應力形變時，應力板收集其外圍的大量土層擠壓的壓力，又由于應力板相抵于旋臂的一端，繼而應力板將采集到壓力傳遞至旋臂，旋臂的中部鉸接于殼體上，且旋臂靠近應力板一端的力臂小于另一端的力臂，根據(jù)杠桿原理，極其微小的應力形變的位移量經(jīng)過旋臂的傳遞后將會成比例的增大，繼而更加容易的被檢測到，使得檢測精度更高，避免一些漏檢情況的發(fā)生。

優(yōu)選的，所述應力形變放大機構(gòu)還包括設(shè)置于旋臂的力臂較大一端且用于傳遞應力的彈性件。

采用上述技術(shù)方案，當土層發(fā)生應力形變時，應力板相抵于旋臂使其發(fā)生相對應的位移，繼而旋臂擠壓其上的彈性件使其形變，彈性件在發(fā)生形變的同時將應力傳遞至彈性件未于旋臂相抵的一端；通過彈性件的傳遞，可以改變旋臂傳遞過來的力的方向，使不同方向的力轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的方向，能夠避免由于施加力的方向的原因引起的檢測誤差。

優(yōu)選的，還包括用于檢測應力大小以進行預警的應力檢測電路，所述應力檢測電路包括

壓力檢測模塊，相抵于彈性件遠離旋臂的一端，檢測彈性件施加壓力的大小以輸出壓力檢測信號；

控制模塊，具有與基準壓力對應的基準值信號，耦接于壓力檢測模塊以接收壓力檢測信號，并比較壓力檢測信號與基準值信號的大小以輸出控制信號；

執(zhí)行模塊，耦接于控制模塊以接收控制信號并響應于控制信號；

當壓力檢測模塊檢測到的應力大于基準壓力時，執(zhí)行模塊響應于此時的控制信號發(fā)送無線通信報警信號。

采用上述技術(shù)方案，當發(fā)生應力形變時，壓力檢測模塊檢測到此時的應力的大小大于基準壓力，與此同時，相應的壓力檢測模塊輸出的壓力檢測信號大于控制模塊的基準值信號，故而控制模塊輸出的控制信號令執(zhí)行模塊發(fā)送無線通信報警信號；通過應力檢測電路的檢測，將應力的物理量轉(zhuǎn)化為模擬的電信號與基準信號比較，當壓力檢測信號的大小大于基準信號時，執(zhí)行模塊進行發(fā)送無線通信報警信號，從而根據(jù)應力大小的變化判斷是否發(fā)生滑坡災害，且在發(fā)生滑坡災害后自動發(fā)送無線通信報警信號通知監(jiān)測人員，快捷智能，且檢測精度高，運行穩(wěn)定可靠。

優(yōu)選的，所述壓力檢測模塊包括相抵于彈性件遠離旋臂的一端的檢測單元，所述檢測單元用于檢測彈性件施加的壓力大小以輸出檢測信號，所述壓力檢測模塊還包括耦接于檢測單元以接收檢測信號并將檢測信號放大以輸出壓力檢測信號的放大單元。

采用上述技術(shù)方案，檢測單元檢測彈性件施加的壓力并將壓力信號轉(zhuǎn)化為模擬的電信號輸出檢測信號，放大單元接收到檢測單元輸出的檢測信號后將其進行放大并輸出壓力檢測信號；放大單元能夠?qū)o法識別的微弱信號進行放大，使得壓力檢測模塊對微弱信號的檢測更加準確，增強了檢測精度，進一步降低了漏檢的可能性，使檢測更加穩(wěn)定可靠。

優(yōu)選的，所述放大單元包括用于穩(wěn)定零狀態(tài)下輸出的調(diào)零部。

采用上述技術(shù)方案，運算放大器在零輸出狀態(tài)下其輸出有時不為零，這時就需要連接有調(diào)零部對其零輸出狀態(tài)下進行調(diào)整，使此時的輸出為零，從而使壓力的檢測更加準確。

優(yōu)選的，所述放大單元還耦接有用于消除壓力檢測信號低頻噪聲的濾波部。

采用上述技術(shù)方案，由于連接有運算放大器，其在對有效信號進行放大的同時也會對無效的噪聲信號進行放大，因此設(shè)有濾波部將無效的干擾信號進行濾除，從而使放大部輸出的壓力檢測信號更加精確、干擾信號更少。

優(yōu)選的，所述控制模塊包括用于調(diào)節(jié)基準值信號大小的調(diào)節(jié)部。

采用上述技術(shù)方案，由于基準信號與基準壓力對應，通過設(shè)有調(diào)節(jié)部可以調(diào)節(jié)基準信號的大小，繼而根據(jù)實際情況設(shè)定進行報警的基準壓力的大小，更加智能的滿足使用的實際需要，給使用人員帶來方便。

優(yōu)選的，所述執(zhí)行模塊包括耦接于控制模塊以接收控制信號并響應于控制信號以發(fā)送無線通信報警信號的GPRS無線數(shù)傳單元。

采用上述技術(shù)方案，當滑坡產(chǎn)生應力形變時，GPRS無線數(shù)傳單元響應于此時的控制信號進行發(fā)送無線通信報警信號；通過GPRS無線數(shù)傳單元將發(fā)生滑坡的無線通信報警信號發(fā)送至監(jiān)測人員處，使得監(jiān)測人員能夠及時知曉滑坡災情，以便第一時間做出災情處理，從檢測到發(fā)送整個過程迅速，為搶險救災爭取了時間。

優(yōu)選的，所述執(zhí)行模塊包括耦接于控制模塊以接收控制信號并響應于控制信號進行開閉的開關(guān)單元以及耦接于開關(guān)單元并受控于開關(guān)單元以發(fā)送無線通信報警信號的GPRS無線數(shù)傳單元。

采用上述技術(shù)方案，當滑坡產(chǎn)生應力形變時，控制模塊發(fā)出的控制信號令開關(guān)單元閉合，從而使GPRS無線數(shù)傳單元開始工作，即發(fā)送無線通信報警信號至監(jiān)測人員；通過設(shè)有開關(guān)單元從而能夠驅(qū)動更大功率的GPRS無線數(shù)傳單員進行工作，使得發(fā)送的無線通信報警信號更強更加穩(wěn)定。

本實用新型的次要目的在于提供一種可以精確監(jiān)測滑坡險情的滑坡監(jiān)測系統(tǒng)。

一種滑坡監(jiān)測系統(tǒng)，包括如上所述的若干滑坡檢測裝置，還包括無線通訊基站以及監(jiān)控終端，所述無線通訊基站接收滑坡檢測裝置發(fā)出的無線通信報警信號并將滑坡險情發(fā)送至監(jiān)控終端。

采用上述技術(shù)方案，當發(fā)生滑坡災情時，滑坡檢測裝置發(fā)出無線通信報警信號，無線通信基站接收到無線通信報警信號后并將無線通信報警信號轉(zhuǎn)發(fā)至監(jiān)控終端，增加了無線信號的傳輸距離，監(jiān)測人員使用監(jiān)控終端可以同時監(jiān)測多個地區(qū)的滑坡險情，且檢測準確，通信迅速，快速處理從而能夠有效降低滑坡造成的危害。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：

1.極其微小的應力形變的位移量經(jīng)過應力形變放大機構(gòu)的傳遞后將會成比例的增大，繼而更加容易的被應力監(jiān)測電路檢測到，使得檢測精度更高，有效避免了一些漏檢情況的發(fā)生；

2.根據(jù)應力大小的變化判斷是否發(fā)生滑坡災害，且在發(fā)生滑坡災害后自動發(fā)送無線通信報警信號通知監(jiān)測人員，快捷智能，且檢測精度高，運行穩(wěn)定可靠；

3.通過GPRS無線數(shù)傳單元將發(fā)生滑坡的無線通信報警信號發(fā)送至監(jiān)測人員處，使得監(jiān)測人員能夠及時知曉滑坡災情，以便第一時間做出災情處理，從檢測到發(fā)送整個過程迅速，為搶險救災爭取了時間；

4.當發(fā)生滑坡災情時，滑坡檢測裝置發(fā)出無線通信報警信號，無線通信基站接收到無線通信報警信號后并將無線通信報警信號轉(zhuǎn)發(fā)至監(jiān)控終端，增加了無線信號的傳輸距離，監(jiān)測人員使用監(jiān)控終端可以同時監(jiān)測多個地區(qū)的滑坡險情，且檢測準確，通信迅速，快速處理從而能夠有效降低滑坡造成的危害。

附圖說明

圖1為本實用新型滑坡監(jiān)控系統(tǒng)的流程示意圖；

圖2為本實用新型滑坡檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例一的電路原理圖；

圖4為本實用新型實施例二的電路原理圖。

圖中：1、殼體；2、應力形變放大機構(gòu)；21、旋臂；22、應力板；23、彈性件；3、應力監(jiān)測電路；31、壓力檢測模塊；311、檢測單元；312、放大單元；3121、調(diào)零部；3122、濾波部；32、控制模塊；321、調(diào)節(jié)部；4、執(zhí)行模塊；41、開關(guān)單元；42、GPRS無線數(shù)傳單元；5、土層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行詳細描述。

實施例一：

一種滑坡監(jiān)測系統(tǒng)，參照圖1以及圖2，包括滑坡檢測裝置，而滑坡檢測裝置包括殼體1、用于放大土層5應力形變位移量的應力形變放大機構(gòu)2以及用于檢測應力大小以進行預警的應力監(jiān)測電路3。其中，應力形變放大機構(gòu)2包括鉸接于殼體1上的旋臂21以及嵌入土層5中的應力板22，旋臂21的中部鉸接于殼體1上，且旋臂21靠近應力板22一端的力臂小于另一端的力臂，應力板22的一側(cè)壁與土層5相抵且另一側(cè)壁與旋臂21的力臂較小的一端相抵，應力形變放大機構(gòu)2還包括設(shè)置于旋臂21的力臂較大的一端的彈性件23，當發(fā)生滑坡產(chǎn)生應力形變時，彈性件23用于傳遞應力。

參照圖3，滑坡檢測裝置還包括用于檢測應力大小以進行預警的應力檢測電路，其中，應力檢測電路包括相抵于彈性件23遠離旋臂21的一端的壓力檢測模塊31，壓力檢測模塊31檢測彈性件23施加壓力的大小以輸出壓力檢測信號。其中，壓力檢測模塊31包括相抵于彈性件23遠離旋臂21的一端的檢測單元311，檢測單元311檢測彈性件23施加的壓力的大小以輸出檢測信號，壓力檢測模塊31還包括耦接于檢測單元311以接收檢測信號并將檢測信號放大以輸出壓力檢測信號的放大單元312。

參照圖3，放大單元312包括用于穩(wěn)定零狀態(tài)下輸出的調(diào)零部3121，運算放大器在零輸出狀態(tài)下其輸出有時不為零，這時就需要連接有調(diào)零部3121對其零輸出狀態(tài)下進行調(diào)整，使此時的輸出為零，從而使壓力的檢測更加準確；此外，放大單元312還耦接有用于消除壓力檢測信號低頻噪聲的濾波部3122，由于連接有運算放大器，其在對有效信號進行放大的同時也會對無效的噪聲信號進行放大，因此設(shè)有濾波部3122將無效的干擾信號進行濾除，從而使放大部輸出的壓力檢測信號更加精確、干擾信號更少。

參照圖3，壓力檢測模塊31的具體電路連接為：

檢測單元311為力敏電阻惠更斯電橋電路。檢測單元311包括力敏電阻RF1、力敏電阻RF2、力敏電阻RF3、力敏電阻RF4、電阻R1、電阻R2以及電阻R3，其中，力敏電阻RF1、力敏電阻RF2、力敏電阻RF3、力敏電阻RF4依次首尾串接成圈，力敏電阻RF1與力敏電阻RF3相連端同時連接于電源，力敏電阻RF2與力敏電阻RF4相連端同時接地，力敏電阻RF1與力敏電阻RF2的相連端連接于電阻R1的一端，電阻R1的另一端串聯(lián)電阻R3后接地，力敏電阻RF3與力敏電阻RF4的相連端連接于電阻R2的一端，電阻R1的另一端以及電阻R2的另一端輸出檢測信號；

放大單元312包括運算放大器U1、滑動變阻器RW以及電阻R4，運算放大器U1的同相輸入端3管腳連接于電阻R1且反相輸入端2管腳連接于電阻R2以接收檢測信號，運算放大器U1的7管腳連接于電源，同時運算放大器U1的7管腳連接于滑動變阻器RW的移動端，運算放大器U1的1管腳、8管腳分別連接于滑動變阻器RW的固定端，運算放大器U1的4管腳接地，運算放大器U1的6管腳輸出壓力檢測信號；

濾波部3122包括電阻R5以及電容C1，其中電阻R5的一端連接于運算放大器U1的輸出端以接收壓力檢測信號，電阻R5的另一端串聯(lián)電容C1后接地，同時電阻R5的另一端輸出濾波后的壓力檢測信號。

此外，參照圖3，應力檢測電路還包括耦接于壓力檢測模塊31以接收壓力檢測信號的控制模塊32，控制模塊32具有與基準壓力對應的基準值信號，控制模塊32比較壓力檢測信號與基準值信號的大小以輸出控制信號，此外，為了調(diào)節(jié)基準信號的大小，控制模塊32設(shè)有調(diào)節(jié)部321。

參照圖3，控制模塊32為三極管開關(guān)電路，具體電路連接為：

包括NPN型的三極管VT1、電阻R6以及滑動變阻器RW2，其中，三極管VT1的基極連接于電阻R5的另一端以接收壓力檢測信號，三極管VT1的基極同時連接于滑動變阻器RW2的一固定端以及滑動端，滑動變阻器RW2的另一固定端連接于電源，三極管VT1的集電極串聯(lián)電阻R6后連接于電源，三極管VT1的發(fā)射極輸出控制信號。

參照圖3，應力檢測電路還包括耦接于控制模塊32以接收控制信號并響應于控制信號以發(fā)送無線通信報警信號的執(zhí)行模塊4，執(zhí)行模塊4包括耦接于控制模塊以接收控制信號并響應于控制信號以發(fā)送無線通信報警信號的GPRS無線數(shù)傳單元42，GPRS無線數(shù)傳單元42一端連接于三極管VT1的發(fā)射極以接收控制信號同時另外一端接地。

此外，參照圖1，滑坡監(jiān)測系統(tǒng)還包括無線通訊基站以及監(jiān)控終端，所述無線通訊基站接收滑坡檢測裝置發(fā)出的無線通信報警信號并將滑坡險情發(fā)送至監(jiān)控終端。

本實施例的工作原理以及工作過程：

當發(fā)生滑坡災害時，土層5收到應力形變，隨著壓力檢測模塊31受到的壓力不斷增大，四個力敏電阻的阻值相應的減小，同時又由于電源經(jīng)力敏電阻RF1、電阻R1、電阻R3后接地這條通路的影響，即電阻R1和電阻R3之和與力敏電阻RF2并聯(lián)后的等效電阻與力敏電阻RF1進行分壓，力敏電阻RF1受壓力增大的影響后阻值直接減小，而等效電阻受壓力增大的影響后其阻值減小的相對更小，所以力敏電阻RF2兩端的電壓升高，即輸出的檢測信號增大，之后檢測信號經(jīng)運算放大器U1的同相輸入端輸入，同相放大電路將檢測信號放大后輸出精確度更高的壓力檢測信號，此外，運算放大器U1還連接有調(diào)零電路進行穩(wěn)定零狀態(tài)下的輸出。

緊接著，運算放大器U1輸出的壓力檢測信號通過濾波部3122消除低頻噪聲，去除干擾信號后輸出最終的壓力檢測信號；而隨著三極管VT1的基極接收到的壓力檢測信號的增大，三極管VT1的靜態(tài)工作點對應于基準信號以及基準壓力大小，至壓力檢測信號大于三極管VT1的靜態(tài)工作點時，三極管VT1開始導通，繼而GPRS無線數(shù)傳單元42開始工作，向無線通訊基站發(fā)送無線通信報警信號，無線通訊基站接收滑坡檢測裝置發(fā)出的無線通信報警信號并將滑坡險情發(fā)送至監(jiān)控終端，使得監(jiān)測人員能夠及時知曉滑坡災情，以便第一時間做出災情處理，從檢測到發(fā)送整個過程迅速，為搶險救災爭取了時間。

實施例二：

一種滑坡監(jiān)測系統(tǒng)，參照圖4，基于實施例一且與實施例一不同的地方在于，執(zhí)行模塊4包括耦接于控制模塊32以接收控制信號并響應于控制信號開閉的開關(guān)單元41以及耦接于開關(guān)單元41并受控于開關(guān)單元41以發(fā)送無線通信報警信號的GPRS無線數(shù)傳單元42，其中，控制模塊32為比較器電路，開關(guān)單元41為三極管開關(guān)電路。

參照圖4，控制模塊32以及開關(guān)單元41的具體電路連接為：

比較器電路包括運算放大器U2、電阻R7以及以及滑動變阻器RW3，其中，運算放大器U2的同相輸入端連接于電阻R5的另一端以接收壓力檢測信號，運算放大器U2的反相輸入端串聯(lián)電阻R7后連接于電源且同時連接于滑動變阻器RW3的一固定端，滑動變阻器RW3的另一固定端以及滑動端連接于電源，運算放大器U2的輸出端輸出控制信號；

開關(guān)模塊包括NPN型的三極管VT2、電阻R8，其中，三極管VT2的基極連接于運算放大器U2的輸出端以接收控制信號，三極管VT2的集電極串聯(lián)電阻R8后連接于電源，三極管VT2的發(fā)射極串聯(lián)GPRS無線數(shù)傳單元42后接地。

本實施例的工作原理以及工作過程：

滑動變阻器RW3以及電阻R7連接于電源和地之間，由于分壓關(guān)系，R7的一端提供給運算放大器U2一個基準信號，此基準信號與進行預警的基準壓力對應，當壓力檢測信號的大小大于基準信號的大小時，運算放大器U2輸出高電平的控制信號，三極管VT2的基極接收到高電平的控制信號后導通，從而使GPRS無線數(shù)傳單元42工作，向無線通訊基站發(fā)送無線通信報警信號，無線通訊基站接收滑坡檢測裝置發(fā)出的無線通信報警信號并將滑坡險情發(fā)送至監(jiān)控終端，監(jiān)測人員使用監(jiān)控終端可以同時監(jiān)測多個地區(qū)的滑坡險情，且檢測準確，通信迅速，快速處理從而能夠有效降低滑坡造成的危害。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。