一種山體災害監測及報警裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種山體災害監測及報警裝置，包括振動監測單元、數據采集單元、現場報警單元和控制中心單元，所述振動監測單元包括若干個通過光纖依次連接的光纖光柵傳感器，所述振動監測單元的一端設置寬帶光源，所述振動監測單元的另一端通過所述光纖與所述數據采集單元連接，所述振動監測單元纏繞設置在山體上，所述光纖上套設保護管。本實用新型結構簡單，可以對山體滑坡、落石等災害進行全方位監測，并能對災害發生地區及下方的游人進行提醒，應對落石等災害可以提前反應，減少人員傷亡。
【專利說明】
一種山體災害監測及報警裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及山地災害監測技術領域，具體涉及一種山體災害監測及報警裝置。
【背景技術】
[0002]山體災害包括很多種類，如洪水、滑坡、落石、山林火災等，對于人類的生產生活造成巨大的損失，但是人類與山體的聯系非常密切，對于山體災害并不能遠離，因此需要對山體的災害進行監測報警，來降低財產損失和人員傷亡。特別是針對旅游景點的山體來說，大多面對的山體災害是泥石流、滑坡和落石，而對于山洪和山林火災并不常見，因此對于泥石流、滑坡和落石的監測是景區山體災害監測的重點。
[0003]落石是指山體上有松動的大型石塊滾落，對線路上的建筑和人員造成傷害，造成落石的原因有很多，如石塊底部造成腐蝕導致石塊脫離山體從而滾落，或游人無意觸碰導致石塊滾落，都會對石頭滾落線路上的人員造成傷害。2015年某景區發生落石，造成多人死傷可見落石對游人的危險性。但是目前景區針對落石大多采用警告牌的形式，對游人起到警示作用，但是因為落石的突發性以及不確定性使得警告牌毫無作用，無法對落石情況起到監測作用，不能保障游人的生命安全。
[0004]申請號為201410036419.2的實用新型公開了一種山洪泥石流地質災害監控預警裝置及方法。監控預警裝置由I?η個編號的野外傳感裝置和一個終端報警裝置組成，野外傳感裝置按離終端報警裝置的距離由遠到近依次順序編列，終端報警裝置對野外傳感裝置進行傳輸控制和信號采集。野外傳感裝置的傳感器為多傳感器組合，終端報警裝置以無線通信接力傳輸方式采集野外傳感裝置的信號并進行控制，根據需要對野外傳感裝置的傳感控制器中的通電控制模塊進行間斷供電控制，按照接力傳輸無線通信方式與野外傳感裝置進行傳輸控制。該裝置能夠對山洪泥石流進行監測，但是野外傳感裝置包括功能較多，結構復雜造價昂貴，而且主要是針對山洪泥石流監測，無法滿足景區山體災害監測的要求。
[0005]申請號為201510042319.5的實用新型公開了一種山地災害監測預測及預警系統，其特征在于:該系統包括數據采集系統、數據傳輸系統、數據處理中心、預警系統;數據采集系統用于采集相關數據信息并通過數據傳輸系統傳輸至數據處理中心，數據處理中心將傳來的數據進行分析處理及入庫，預警系統根據數據處理中心的處理結果判斷是否進行預警操作。該實用新型可以做到對景區山體災害的監測，但是結構復雜，布線困難且監測精度較低。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的問題是提供一種山體災害監測及報警裝置，結構簡單，可以對山體滑坡、落石等災害進行全方位監測，并能對災害發生地區及下方的游人進行提醒，應對落石等災害可以提前反應，減少人員傷亡。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0008]一種山體災害監測及報警裝置，包括振動監測單元、數據采集單元、現場報警單元和控制中心單元，所述振動監測單元包括若干個通過光纖依次連接的光纖光柵傳感器，所述振動監測單元的一端設置寬帶光源，所述振動監測單元的另一端通過所述光纖與所述數據采集單元連接，所述數據采集單元、控制中心單元和現場報警單元依次連接，所述振動監測單元纏繞設置在山體上，所述光纖上套設保護管。
[0009]進一步的，所述振動監測單元設置在所述山體的地面下方30cm。
[0010]進一步的，所述光纖光柵傳感器采用光纖光柵加速度傳感器，所述光纖光柵傳感器設置在傳振硬板上，所述傳振硬板底部設置刺突。
[0011 ]進一步的，所述傳振硬板的一側設置導能機構。
[0012]進一步的，所述導能機構包括導能鋁線。
[0013]進一步的，所述數據采集單元包括光纖光柵網絡分析儀，所述控制中心單元包括工業控制計算機。
[0014]進一步的，所述現場報警單元包括對應所述光纖光柵傳感器設置在所述山體上的報警器、控制器、GPRS模塊和電源，所述電源包括風光互補發電設備或電池。
[0015]本實用新型提供了一種山體災害監測及報警裝置，特別針對的是土石混合材質的景區山體，該類山體容易發生落石、滑坡現象，對游人造成傷害。振動監測單元通過寬帶光源發出光信號在光纖內傳播，當光在傳遞至光纖光柵傳感器受到震動時，波長會發生變化，實現對振動信息的監測，數據采集單元可將光信號轉換為電信號，并將數據發送至控制中心單元，對監測數據進行處理計算出是否監測到振動和具體位置。振動監測單元纏繞設置在山體上，由下而上或由上而下，大致成錐形螺旋結構，具體結構根據山體形狀而改變，上層和下層光纖光柵傳感器的水平高度差可以在20?100米之間，高度差越小造價越高，但是監測精度也越高。現場報警單元是對應每個光纖光柵傳感器設置在現場，可以接收控制中心單元的報警信息，當山體某點監測到災害信息時，可以啟動該點及下方的現場報警單元，對游人起到提醒作用，減少損失。光纖上的保護管可以保護光纖的表面的皮層不被腐蝕，保障光纖的使用壽命。
[0016]為了對振動監測單元進行保護，將其掩埋在地面以下30厘米深度，還能減少空氣內傳播的振動對其造成的影響。纖光柵傳感器采用光纖光柵加速度傳感器，光纖光柵加速度傳感器大多是通過質量塊來對微小振動進行采集，并將振動傳遞至光纖光柵，引起波長變換，對振動采集更加精準。傳振硬板可以提高振動能量的收集，能夠采集到微小振動，導能機構對上層和下層的光纖光柵傳感器之間的空白地帶進行振動能量傳遞，能夠延伸光纖光柵傳感器的監測范圍，利于控制成本。
[0017]該裝置的使用方法，包括如下步驟:I)將若干個光纖光柵傳感器通過光纖依次連接，并由下而上纏繞山體埋入地面;2)在光纖的輸入端連接寬帶光源，光纖的輸出端連接光纖光柵網絡分析儀;3)將光纖光柵網絡分析儀與控制中心單元的工業控制計算機信號連接;4)寬帶光源發出信號，光纖光柵網絡分析儀檢測到信號波長的變化并將波長信號轉換為相應的電信號，工業控制計算機對接收到的電信號進行處理，計算出相應的波長值，從而計算出對應的光纖光柵傳感器監測到的振動信息；5)對振動信息進行分析，當出現某個光纖光柵傳感器監測到振動，并之后的半分鐘內在山體該位置的下方的光纖光柵傳感器監測到振動，則判斷出現落石、泥石流、或洪水災害;6)控制中心單元發送報警信息至對應的現場報警單元，提示發生災害地帶或災害地帶下方的游人進行躲避。
[0018]光纖光柵傳感器監測到振動信息，當某個傳感器監測到振動后，若30秒內該位置下方的傳感器也監測到振動信息，說明有物體在山體的該位置滾落，意味著出現落石、滑坡等災害，此時控制中心單元將報警信息發送至對應地點的現場報警單元，提醒發生災害地點及下方的游人進行躲避。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]1、采用通訊光纖為測點元件和傳輸介質，結構簡單，具有抗腐蝕，耐潮濕的優點，測量精確，長期工作穩定可靠，并且不需要提供電能便可實現對山體的全方位高精度監測，實用性很高；
[0021]2、通過導能機構可以將距離光纖光柵傳感器較遠的振動傳遞至傳振硬板，能夠減少光纖和傳感器的使用數量，利于降低成本，加快施工進程；
[0022]3、可以對山體滑坡、落石等災害進行全方位監測，并能對災害發生地區及下方的游人進行提醒，應對落石等災害可以提前反應，減少人員傷亡。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述:
[0024]圖1是本實用新型山體災害監測及報警裝置的系統結構圖；
[0025]圖2是本實用新型振動監測單元的結構示意圖；
[0026]圖3是本實用新型振動監測單元和現場報警單元的結構示意圖；
[0027]圖4是本實用新型保護管的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合圖1至圖4對本實用新型技術方案進一步展示，【具體實施方式】如下:
[0029]實施例一
[0030]如圖1至圖4所示:本實施例提供了一種山體災害監測及報警裝置，包括振動監測單元1、數據采集單元2、現場報警單元3和控制中心單元4，所述振動監測單元I包括若干個通過光纖5依次連接的光纖光柵傳感器6，所述振動監測單元I的一端設置寬帶光源7，所述振動監測單元I的另一端通過所述光纖5與所述數據采集單元2連接，所述數據采集單元2、控制中心單元4和現場報警單元3依次連接，所述振動監測單元I纏繞設置在山體8上，所述光纖5上套設保護管12。
[0031]本實用新型特別針對的是土石混合材質的景區山體，該類山體容易發生落石、滑坡現象，對游人造成傷害。振動監測單元通過寬帶光源發出光信號在光纖內傳播，當光在傳遞至光纖光柵傳感器受到震動時，波長會發生變化，實現對振動信息的監測，數據采集單元可將光信號轉換為電信號，并將數據發送至控制中心單元，對監測數據進行處理計算出是否監測到振動和具體位置。振動監測單元纏繞設置在山體上，由下而上或由上而下，大致成錐形螺旋結構，具體結構根據山體形狀而改變，上層和下層光纖光柵傳感器的水平高度差可以在20?100米之間，高度差越小造價越高，但是監測精度也越高。現場報警單元是對應每個光纖光柵傳感器設置在現場，可以接收控制中心單元的報警信息，當山體某點監測到災害信息時，可以啟動該點及下方的現場報警單元，對游人起到提醒作用，減少損失。光纖上的保護管可以保護光纖的表面的皮層不被腐蝕，保障光纖的使用壽命。
[0032]所述振動監測單元I設置在所述山體8的地面下方30cm，振動監測單元主要對滑坡、落石等重型物體沖擊或滑過地面的振動進行監測，對小型振動直接過濾，因此設置在地面之下便可，還可以防止游客或落石對其造成破壞，保護設備安全，但是也不能埋入地面過深，對地面的振動監測效果會變弱，因此30cm的深度便可。
[0033]所述光纖光柵傳感器6采用光纖光柵加速度傳感器，所述光纖光柵傳感器6設置在傳振硬板9上，所述傳振硬板9底部設置刺突10。光纖光柵加速度傳感器通過質量塊來對微小振動進行采集，并將振動傳遞至光纖光柵，引起波長變換，對振動采集更加精準。傳振硬板可采用不銹鋼板其它材質的硬板材，對光纖光柵傳感器起到基礎的作用，提高振動的傳遞效率，刺突增大與山體的接觸面積，能夠接收更多的振動能量，對振動的監測更加精準。
[0034]所述傳振硬板9的一側設置導能機構11，振動監測單元纏繞設置在山體上，為了減少投資考慮，每層光纖光柵傳感器的間距較大，對中間部位的振動監測效果會變弱，通過導能機構可以將中間部位的振動能量收集并傳遞到傳振硬板，可以在減少投資的基礎上保證山體振動監測的全面覆蓋性。該情況下每個光纖光柵傳感器監測到的振動信息包括其埋入的地點以及導能機構覆蓋的區域，監測的范圍很大，可以節省大量成本。
[0035]所述導能機構11包括導能鋁線，導能機構需要具有可塑性，但是也需要具備對振動能量良好的傳遞性，因此軟橡膠等不易使用，可以考慮銅、鋁等金屬，考慮到價格推薦使用鋁線，鋁線可以傳遞振動，將遠離光纖光柵傳感器區域的振動傳遞至傳振硬板上，經濟型和實用性都很好。
[0036]實施例二
[0037]如圖1和圖3所示:本實施例還提供了一種山體災害監測及報警裝置，包括振動監測單元1、數據采集單元2、現場報警單元3和控制中心單元4，所述振動監測單元I包括若干個通過光纖5依次連接的光纖光柵傳感器6，所述振動監測單元I的一端設置寬帶光源7，所述振動監測單元I的另一端通過所述光纖5與所述數據采集單元2連接，所述數據采集單元
2、控制中心單元4和現場報警單元3依次連接，所述振動監測單元I纏繞設置在山體8上，所述光纖5上套設保護管12。
[0038]所述數據采集單元2包括光纖光柵網絡分析儀，所述控制中心單元4包括工業控制計算機。光纖光柵網絡分析儀檢測到波長的變化并將波長信號轉換為相應的電信號，同時傳送給控制中心單元。工業控制計算機對監測數據進行處理計算出是否監測到振動和具體位置，并在監測到災害時將報警信息通過無線的方式發射出去。
[0039]所述現場報警單元3包括對應所述光纖光柵傳感器6設置在所述山體8上的報警器13、控制器14、GPRS模塊15和電源16，所述電源16包括風光互補發電設備或電池。GPRS模塊接收控制中心單元發來的報警信息，并發送至控制器，控制器發送指令控制報警器響應，對周圍游客進行提醒。現場報警單元不采用線路供電，通過風光互補發電設備進行自取能或者采用電池進行供電，減少設備投入。
[0040]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種山體災害監測及報警裝置，其特征在于:包括振動監測單元、數據采集單元、現場報警單元和控制中心單元，所述振動監測單元包括若干個通過光纖依次連接的光纖光柵傳感器，所述振動監測單元的一端設置寬帶光源，所述振動監測單元的另一端通過所述光纖與所述數據采集單元連接，所述數據采集單元、控制中心單元和現場報警單元依次連接，所述振動監測單元纏繞設置在山體上，所述光纖上套設保護管。2.如權利要求1所述的山體災害監測及報警裝置，其特征在于:所述振動監測單元設置在所述山體的地面下方30cmo3.如權利要求1所述的山體災害監測及報警裝置，其特征在于:所述光纖光柵傳感器采用光纖光柵加速度傳感器，所述光纖光柵傳感器設置在傳振硬板上，所述傳振硬板底部設置刺突。4.如權利要求3所述的山體災害監測及報警裝置，其特征在于:所述傳振硬板的一側設置導能機構。5.如權利要求4所述的山體災害監測及報警裝置，其特征在于:所述導能機構包括導能招線。6.如權利要求1所述的山體災害監測及報警裝置，其特征在于:所述數據采集單元包括光纖光柵網絡分析儀，所述控制中心單元包括工業控制計算機。7.如權利要求1所述的山體災害監測及報警裝置，其特征在于:所述現場報警單元包括對應所述光纖光柵傳感器設置在所述山體上的報警器、控制器、GPRS模塊和電源，所述電源包括風光互補發電設備或電池。
【文檔編號】G08B21/10GK205563948SQ201620375929
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】曹長城
【申請人】河南丹江大觀苑旅游有限公司