專利名稱：激光地質災害測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地質災害的監測裝置，具體地說，是一種動態監測滑坡、崩塌、決堤和地陷等地質災害的裝置，該裝置利用激光的多普勒效應和激光的干涉現象對滑坡、崩塌等地質災害進行實時監測。
目前國內外對滑坡等地質災害的主要監測方法有宏觀異常觀測經驗法(動物異常反應法、地表物明顯位移、地陷、地裂、隆起)、物探法、位移測量法、水位異常分析、微觀擦痕分析、GPS定位法、“地震儀”法、航測遙感法和地聲法等。但預報的有效性和時效性差，基本上沒法測試滑坡等地質災害發展的瞬間速度和加速度這兩個重要參數。而且目前較為有效的滑坡測試方法中不少系統相當復雜，只能一個地點設站固定使用，設站或安裝裝置麻煩，災害發生后即報廢，成本過高。平時監測點的維護也成問題。1999年12月15日公開的中國發明專利申請(申請號為9811452.6)“滑坡、地震災害自動報警器”，及1994年3月2日公告的實用新型專利“滑坡位移年自動記錄儀”(申請號為93207011)都存在上述問題。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種能動態、實時地監測滑坡、崩塌等地質災害的裝置，該裝置能對多種地質災害進行監測，使用方便并可重復使用。
為實現上述發明目的，本實用新型裝置的結構為激光器位于底座上，底座裝有水平調節裝置、水平度檢測裝置、減振器及用于接收從監測對象反射回來的光的接收望遠鏡，在激光器光路上設置有準直鏡、可活動的擴束器和偏轉器；光傳感器和放大器位于接收望遠鏡的光路上，光傳感器和放大器、頻譜分析儀、計算機順序通過電信號相聯接，計算機控制偏轉器和接收望遠鏡同步偏轉。
作為本實用新型的進一步改進，激光地質災害測試儀的底座上還設置有照相系統和輔助半反光鏡。
上述裝置中，激光器可為Ar離子激光器、He-Ne激光器或He-Cd激光器等相干性好的激光器；底座可做成可水平旋轉的升降式結構。
激光具有很好的單色性、相干性、方向性和很高的亮度，利用激光的這些優異性質可以對遠方(可配合平面鏡等改變光路方向)地質體的微小位移、運動速度、加速度、變形程度進行精確遙測。具體是利用干涉法和全息成象法分析位移；利用測量頻移換算分析地質體運動速度和加速度；利用光束掃描及相應的方位角等校正得到以上參數在平面上的分布并進行監控。其特點是動態、實時、靈活、精密、多用途和安全。本實用新型用激光對危險地區的滑坡等地質災害進行動態的點、線和面的及時分析，可以測試出滑坡等的滑移、隆起、下陷位移、進展速度和加速度等實時指標，并可以對這些指標進行點、線、面分布分析，有利于預測災害發生的突破點和發展方向，還可以對搶險工程措施的有效性進行動態的實時評估，對臨滑等災害的發生做出及時報警。它還具有監測對象靈活，移動方便，可重復使用和遠距離遙測，使用安全，相對大型滑坡測控網其成本較低的優點。是對現有滑坡監測方法和儀器的重要充實和補充。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖1為本實用新型激光地質災害測試儀的一種實施方式的結構示意圖；圖2為圖1所示的激光地質災害測試儀的俯視圖；圖3為本實用新型激光地質災害測試儀的另一種實施方式的結構示意圖。
本實用新型也可以不使用反射鏡13、13’，直接將準直鏡6、可按需要加入或取出的可活動的擴束器7和二維轉鏡8置于激光器光路上。但對于體積較大的激光器，使用反射鏡13、13’，可以使整套裝置結構更緊湊，以方便使用。二維轉鏡8可以用具有相同功能的其它類型的偏轉器替代，如聲光調制偏轉器、磁光偏轉器和電光偏轉器。反射鏡13、13’、準直鏡6、擴束器7和二維轉鏡8不一定要依次位于激光束的光路上，它們之間的組合關系可以作相應調整。
為了方便、及時地調整監測方位，底座2可以做成可水平旋轉的升降式性結構。如圖1、2所示，本實施例中，底座2為一個帶三角支柱的平臺，平臺做成雙層臺面結構，在雙層臺面之間設置有水平旋轉滾珠15和轉軸16，可以使平臺上的監測裝置水平旋轉，以方便使用。此外，水平調節裝置4可設計成同時具備水平和高度調節功能，使底座2不僅可水平旋轉，而且可升降。
如圖3所示，本實用新型裝置還可在底座上設置照相系統(14)及輔助半反光鏡(15)。當檢測對象的表面為相對較平的硬性表面如石質表面、水泥表面等時，使用本實用新型裝置時，可將擴束器7放入光路中，利用照相系統和輔助半反光鏡對檢測對象進行時間推移兩次全息照相，以分析地質破壞突破口。
整套裝置可以裝入小型汽車中，供電可采用汽車動力或小型發電系統，由于其振動可能會干擾檢測，最好去除此振動干擾的影響。
上述裝置利用激光的多普勒頻移，實時測量地質災害體的微小滑移、隆起、陷入等運動的速度和加速度等參數及這些參數在地質災害體表面的分布，可盡早地、及時地預測滑坡和崩塌等地質災害的發生；并且該裝置可重復使用，測試地點可遠離現場，因而使用安全、方便和靈活。
本實用新型裝置可作其它測速應用，如植物生長速度、儲油罐承載能力的檢測等。
權利要求1.一種激光地質災害測試儀，激光器(1)位于底座(2)上，底座(2)裝有水平調節裝置(4)、水平度檢測裝置(3)、減振器(5)及用于接收從監測對象反射回來的光的接收望遠鏡(9)，在激光器(1)光路上設置有準直鏡(6)、可活動的擴束器(7)和偏轉器(8)；光傳感器和放大器(10)位于接收望遠鏡(9)的光路上，光傳感器和放大器(10)、頻譜分析儀(11)、計算機(12)順序通過電信號相聯接，計算機(12)控制偏轉器(8)和接收望遠鏡(9)同步偏轉。
2.如權利要求1所述的激光地質災害測試儀，其特征在于用頻率計代替頻譜分析儀(11)。
3.如權利要求1或2所述的激光地質災害測試儀，其特征在于該裝置的底座上還設置有照相系統(15)、輔助半反光鏡(16)。
4.如權利要求1或2所述的激光地質災害測試儀，其特征在于所述的激光器(1)為Ar離子激光器、He-Ne激光器、He-Cd激光器。
5.如權利要求1或2所述的激光地質災害測試儀，其特征在于所述底座(2)為可水平旋轉的升降式結構。
6.如權利要求3所述的激光地質災害測試儀，其特征在于所述底座(2)為可水平旋轉的升降式結構。
專利摘要本實用新型公開了一種激光地質災害測試儀,激光器1位于底座2上,底座2裝有水平調節裝置4、水平度檢測裝置3、減振器5及用于接收從監測對象反射回來的光的接收望遠鏡9,在激光器1光路上設置有準直鏡6、可活動的擴束器7和偏轉器8;光傳感器和放大器10位于接收望遠鏡9的光路上,光傳感器和放大器10、頻譜分析儀11、計算機12順序通過電信號相聯接,計算機12控制偏轉器8和接收望遠鏡9同步偏轉。可以用頻率計代替頻譜分析儀。還可增設照相系統和輔助半反光鏡,用于對較平的硬性表面進行時間推移兩次全息照相。本實用新型裝置可盡早及時地預測滑坡和崩塌等地質災害的發生;使用安全、方便、靈活。
文檔編號G01S17/00GK2497325SQ0125018
公開日2002年6月26日 申請日期2001年7月26日 優先權日2001年7月26日
發明者楊勇 申請人:華中科技大學