[实用新型]一种地质灾害监测专用振动、倾斜传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于一种对地质灾害进行监测的地质灾害监测专用振动、倾斜传感器设备领域。 

背景技术

一般地质灾害的主要表现形式为崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷等，而对这些灾害传统的监测方式，是指借助于简单的测量工具对灾害地区的地面裂隙宽度进行监测，从而达到监测、预警的目的。然而传统的埋桩法、埋钉法、上漆法、贴片法等，然而这些监测的方法都只能了解监测点的一维线位移情况，无法全面的了解地质状况。在实际的地质灾害发生过程中，其前兆是以多种形式出现的，其中振动和地面的形变就是主要形式。 

发明内容

本实用新型通过民用航空领域的低成本加速度计传感器技术应用在地质灾害监测设备中，以外接传感器的形式出现。本实用新型由双轴加速度计、信号调理电路、微处理器、RS485接口电路、电源调理电路组成。加速度计敏感俯仰和横滚两个轴向上的重力加速度信号，输出模拟信号，通过信号调理电路转换为供微处理器的中模/数转换器(A/D转换)采集的信号，微处理器将采集的信号换算成振动值和倾角值，按设定的通讯协议通过RS485转换器与控制设备连接。 

因此本专利的第一目的，将民用航空领域的低成本加速度计利用到地质灾害监测领域。 

本专利的第二目的，通过增加外围电路，将加速度计输出的模拟信号转换 为更利于计算的数字信号。 

本专利的第三目的，通过建立简单数学模型，将转换后的数字信号换算为振动量值和倾角量值。 

本专利的第四目的，设计数字通信接口，为传感器的使用提供外围条件。 

本专利的第五目的，设计独立的安装调试方法，使传感器的安装脱离控制设备的限制。 

本专利的第六目的，高可靠性封装设计和微功耗设计，保证传感器的可靠工作，并最小限度消耗控制设备电力。 

本实用新型为解决上述技术问题，采用的技术方案是： 

地质灾害监测专用振动、倾斜传感器主要由双轴加速度计、信号调理电路、微处理器、RS485接口电路、电源调理电路组成，其中： 

1、与外部电源相连接的电源调理电路分别与微处理器及双轴加速度计相连，电源调理电路将外部电源提供的电能转换为供地质灾害监测专用振动、倾斜传感器正常工作的标准电压输出给微处理器及双轴加速度计；其中电源调理电路设有电源接口，电源调理电路通过电源接口与外部电源连接。 

双轴加速度计敏感俯仰和横滚两个轴向上的重力加速度信号并将重力加速度信号以模拟信号形式输出给信号调理电路；信号调理电路与微处理器连接，信号调理电路将收到的模拟信号转换为供微处理器中模/数转换器(A/D转换)采集的信号，微处理器将采集的信号换算成振动值和倾角值，按设定的通讯协议通过RS485接口电路与控制设备连接。其中RS485接口电路为设置了RS485接口的RS485电路，RS485接口电路通过RS485接口与控制设备连接。 

2、地质灾害监测专用振动、倾斜传感器中的信号调理电路由阻抗匹配电路、信号放大电路和差分转换电路组成，其中：信号调理电路接收双轴加速度 计以模拟信号形式输出的重力加速度信号后将其转换为供模/数转换器(A/D转换)采集的信号，并将干扰降低至到最低，使得双轴加速度计敏感的重力加速度信号转换为经过降干扰的供模/数转换器(A/D转换)采集的信号数据。 

3、信号调理电路与微处理器相连接，信号调理电路将经过降干扰的可供模拟转换器及数字转换器采集的信号传输给微处理器，微处理器通过微处理器内置的算法程序将经过降干扰的可供模拟转换器及数字转换器采集的信号数据换算成振动值和倾角值，RS485转换电路完成串行信号的电平转换。 

地质灾害监测专用振动、倾斜传感器中的微处理器是通过其内设的24位差分模/数转换器对从通过信号调理电路收到的信号进行差分采样，采样的结果进行换算后按设定的协议输出为两个轴向的振动量值和倾斜量值。微处理器将换算过的两个轴向的振动量值和倾斜量值数据经过RS485转换电路后输出到控制设备。 

本专利的有益效果： 

本专利实现了地质灾害点的振动、倾斜监测，为地质灾害监测、预警提供了更加科学可靠的技术支持。可有效减防止灾害对人民生命财产产生更大的危害，具有很高的技术含量及社会、经济价值。促进了我国减灾防灾工作在技术层面上的发展。 

附图说明：

图1本专利的电路方块图； 

图2本专利应用示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本专利的具体实施方式作进一步的详细描述：