地面塌陷监测装置及监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103558639103558639A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310541613.1(22)申请日2013.11.05(71)申请人陈洪凯地址400074重庆市南岸区学府大道66号重庆交通大学岩土工程研究所申请人董平唐红梅(72)发明人陈洪凯董平唐红梅(74)专利代理机构重庆辉腾律师事务所50215代理人侯懋琪侯春乐(51)Int.Cl.G01V3/08(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称地面塌陷监测装置及监测方法(57)摘要一种地面塌陷监测方法，将感应环和磁传感器顺次吊装在监测洞内，当地面塌陷灾害出现后，监测洞被破坏，感应环失去支撑并下落，下落过程中，设置在感应环上的永磁体与磁传感器的探测区域发生重叠，由磁传感器感应到感应环的下落动作后，即可知道地面塌陷灾害已经发生；另外，本发明还提出了一种可实现本发明方法的地面塌陷监测装置；本发明的有益技术效果是：所需的硬件简单，装置布设方便，数据处理简便，监测结果准确可靠。CN103558639ACN1035869ACN103558639A权利要求书1/2页1.一种地面塌陷监测装置，其特征在于：所述地面塌陷监测装置由支架（A）、垂重体（B）、缆索（C）、处理模块（D）、磁传感器（E）、通信线缆和感应环（F）组成；缆索（C）上端与支架（A）固定连接，缆索（C）下端与垂重体（B）固定连接；磁传感器（E）固定在缆索（C）中部，磁传感器（E）和处理模块（D）之间通过通信线缆电气连接；感应环（F）设置于缆索（C）上支架（A）和磁传感器（E）之间的位置处，且感应环（F）能沿缆索（C）滑动；所述感应环（F）由外筒（1）、内筒（2）、永磁体（3）、多个卡臂（5）和多个弹簧（6）组成；所述外筒（1）和内筒（2）均为两端开口的圆筒结构，内筒（2）套接在外筒（1）内，外筒（1）和内筒（2）之间通过连接梁固定；内筒（2）内壁上设置有安装槽，永磁体（3）镶嵌在安装槽内；多个卡臂（5）与外筒（1）外壁转动连接，卡臂（5）能沿外筒（1）轴向转动；每个卡臂（5）均对应一个弹簧（6），弹簧（6）的一端与卡臂（5）中部连接，弹簧（6）的另一端与外筒（1）外壁连接；自然状态时，卡臂（5）外端在弹簧（6）的拉力作用下向外筒（1）表面靠拢，且多个卡臂（5）的外端朝向相同；缆索（C）从感应环（F）的内筒（2）内孔中穿过，缆索（C）与内筒（2）之间留有间隙。2.根据权利要求1所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述外筒（1）和内筒（2）同轴设置；所述连接梁的数量为3个或4个，各个连接梁沿外筒（1）周向均匀分布。3.根据权利要求2所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述感应环（F）的数量为多个，多个感应环（F）沿缆索（C）轴向顺次排列。4.根据权利要求1所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述卡臂（5）的数量为8个；其中4个卡臂（5）记为第一卡臂组，第一卡臂组内的4个卡臂（5）在外筒（1）轴向上等高设置，另外4个卡臂（5）记为第二卡臂组，第二卡臂组内的4个卡臂（5）在外筒（1）轴向上等高设置，第一卡臂组和第二卡臂组的设置高度不同。5.根据权利要求4所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：第一卡臂组内的4个卡臂（5）的周向位置沿外筒（1）周向均匀分布；第二卡臂组内的4个卡臂（5）的周向位置沿外筒（1）周向均匀分布。6.根据权利要求5所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：第一卡臂组内的4个卡臂（5）的周向位置与第二卡臂组内的4个卡臂（5）的周向位置一一对应。7.根据权利要求1所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述支架（A）采用带中孔的圆盘形结构体。8.根据权利要求1所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述垂重体（B）外径大于内筒（2）内径。9.一种地面塌陷监测方法，其特征在于：所涉及的硬件有：支架（A）、垂重体（B）、缆索（C）、处理模块（D）、磁传感器（E）、通信线缆和感应环（F）；所述地面塌陷监测方法的操作为：1）在监测区域钻孔，形成与水平方向垂直的监测洞；2）支架（A）固定在监测洞的洞口位置处，垂重体（B）和支架（A）之间通过缆索（C）固定连接，垂重体（B）垂挂在监测洞内；磁传感器（E）固定在缆索（C）中部，磁传感器（E）和处理模块（D）之间通过通信线缆电气连接；正常情况下监测洞为柱状结构，感应环（F）通过弹性机构与监测洞的洞壁卡接，感应环（F）的位置位于磁传感器（E）和支架（A）之间，感应环（F）上设置有永磁体（3）；2CN103558639A权利要求书2/2页3）当土体塌陷后，监测洞的内壁被破坏，弹性机构失去支撑部，感应环（F）向监测洞底部