CN105116439A - 一种用于检测山体微振动的山崩预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，属于地质灾害防治技术领域。包括埋设在山体中的金属管，所述金属管内沿纵向方向安装有若干个振动探头，探头之间的距离在0.5～1m；山体的表面放置有振动传感器，所述振动传感器与前述若干个振动探头电连接。采用本发明能够减小预报误差，提高预警的准确性，超前预测可能发生的地质灾害，为疏散人群和消除灾害提供足够时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，属于地质灾害防治技术领域。
背景技术
地质灾害一直是人类生存所面临的巨大挑战，在地质结构较复杂的地区，当同一个山坡上的一些土壤或石块开始移动时，山崩就开始了，但早期很难发现，山坡在数分钟或数小时内变得不稳定。
目前，由于灾害监测、预警体系自动化和信息化程度还相对偏低，最常见的检测办法就是观察这座山形状的变化。研究者可以直接测量，也可以在钻孔中或者地表面上探测山坡形状的变化，但检测到的危险信息往往较滞后、投入成本较大、危险性较高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种结构简单，安装方便的检测山体振动的山崩预警系统。
本发明为解决其问题所采用的技术方案是：
一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，包括埋设在山体中的金属管，所述金属管内沿纵向方向安装有若干个振动探头，探头之间的距离在0.5～1m；山体的表面放置有振动传感器，所述振动传感器与前述若干个振动探头电连接。
优选的是，当山体斜度大于45°时，金属管插入山体的深度至少为10m；当山体斜度小于45°时，金属管插入山体的深度至少为5m。
优选的是，还包括数据接收器。
优选的是，还包括用于连接数据接收器与振动传感器的测量线路。
优选的是，还包括用于分析数据接收器的电压电荷的数据分析器。
本发明的有益效果是：减小预报误差，提高预警的准确性，超前预测可能发生的地质灾害，为疏散人群和消除灾害提供足够时间。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、金属管；2、振动探头；3、振动传感器；4、数据接收器；5、测量线路；6、数据分析器；7、山体。
具体实施方式
如附图1所示的一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，包括埋设在山体7中的金属管1，所述金属管1内沿纵向方向安装有若干个振动探头2，探头2之间的距离在0.5～1米；当山体斜度大于45°时，金属管插入山体的深度至少为10m；当山体斜度小于45°时，金属管插入山体的深度至少为5m。山体7的表面放置有振动传感器3，所述振动传感器3与前述若干个振动探头2电连接。该系统还包括数据接收器4，用于连接数据接收器4与振动传感器3的测量线路5，以及与数据接收器4连接的、用于分析传感器数据的数据分析器6。数据接收器4以及数据分析器6设置在离山体7较远处的安全区域。
数据分析器6利用数据接收器接收到的电压电荷，产生的电荷经过电荷放大器及其它运算处理后输出就是所需要的数据，在Q＝dij·F＝dij·ma式中：Q表示压电晶体输出的电荷，dij表示压电晶体的二阶压电张量，m表示加速度的敏感质量，a表示所受的振动加速度值。测振仪压电加速度计承受单位振动加速度值输出电荷量的多少，称其电荷灵敏度，单位为pC/ms-2或pC/g(1g＝9.8ms-2)。测振仪压电加速度计实质上相当于一个电荷源和一只电容器，通过等效电路简化以后，则可换算出加速度计的电压灵敏度为Sv＝SQ/CaSv-，加速度计的电压灵敏度，mV/ms-2SQ-加速度计的电荷灵敏度，pC/ms-2Ca-加速度计的电容量测振仪压电式速度传感器，它是通过在压电式加速度传感器上加一个积分电路，通过将加速度信号积一次分，可以得到振动的速度值。根据振动的速度值，判断振动大小，速度越大，说明振动越大，山坡越危险。
本发明预警系统的操作及安装过程如下：
一、寻找地质灾害的危险区域，在需要检测和预防的区域，如高山地区易发生崩塌的区域，确定危险面和危险体，形成调查区域。
二、采用机械钻机进行钻孔，遇到坡面较陡、不适合机械操作的区域，可采取人工挖掘的办法，孔径约300mm。
三、在钻孔口安装振动传感器3，振动探头2放置于钢管1中，并在钻孔和钢管中填满砂砾，有助于传导山坡内颗粒产生的高频振动波，振动波顺着钢管1上传，被地表传感器接受，传感器将机械振动转为电信号。
四、振动传感器中的电信号，通过测量线路5输出，被数据接收器4接收。
五、数据接收器4将电信号采集，利用数据分析器6,对电信号进行分析，根据不同的电压信号，判断出可能发生地质灾害的机械振动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，其特征在于，包括埋设在山体中的金属管，所述金属管内沿纵向方向安装有若干个振动探头，探头之间的距离在0.5～1m；山体的表面放置有振动传感器，所述振动传感器与前述若干个振动探头电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，其特征在于，当山体斜度大于45°时，金属管插入山体的深度至少为10m；当山体斜度小于45°时，金属管插入山体的深度至少为5m。
3.根据权利要求1所述的一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，其特征在于，还包括数据接收器。
4.根据权利要求3所述的一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，其特征在于，还包括用于连接数据接收器与振动传感器的测量线路。
5.根据权利要求4所述的一种用于检测山体微振动的山崩预警系统，其特征在于，还包括用于分析数据接收器的电压电荷的数据分析器。
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