[发明专利]一种泥石流在体监测装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及泥石流监测领域，特别涉及一种泥石流在体监测装置和方法。

背景技术

我国地质灾害多发，泥石流作为主要的山地灾害之一，给人民生命财产安全和生产生活带来了严重影响，对山区经济发展也产生了一定的制约作用。但是，由于泥石流成灾过程的暴发性、短历时和极强的破坏力，使得泥石流发生、发展过程运动状态的实时监测异常困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在体监测和记录泥石流汇流过程运动状态信息的泥石流在体监测装置和方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种泥石流在体监测装置，包括：MEMS陀螺仪加速度计，用于检测三维加速度和三维角速度；存储卡；控制器，与MEMS陀螺仪加速度计和存储卡连接，用于按预定间隔采集时间、三维加速度、三维角速度、三维姿态角数据构建成数据帧，并将数据帧存储到存储卡中；防水护套，MEMS陀螺仪加速度计、存储卡和控制器置于防水护套内；鹅卵石，其上形成有钻孔，防水护套置于钻孔内；探测标记物，安装在钻孔的开口处。

优选地，泥石流在体监测装置还包括用于向MEMS陀螺仪加速度计、存储卡和控制器供电的电池。

优选地，电池为柱形锂电池。

优选地，探测标记物包括：强磁铁和密封塞，其中，强磁铁置于密封塞内，密封塞塞在钻孔的开口处。

优选地，密封塞上形成有标记色。

优选地，MEMS陀螺仪加速度计、存储卡和控制器构成电路模块，电路模块的体积小于2×1.5×0.5cm。

优选地，电路模块位于电池的前方，且MEMS陀螺仪加速度计的X轴与电池的轴线保持一致，且X轴指向电池的前方。

本发明还提供了一种泥石流在体监测方法，包括：在鹅卵石上形成钻孔；将控制器与MEMS陀螺仪加速度计、及存储卡连接；将MEMS陀螺仪加速度计、存储卡和控制器置于防水护套内；将防水护套置于钻孔内；在钻孔的开口处设置一个探测标记物，以密封钻孔；利用控制器按预定间隔采集时间、三维加速度、三维角速度、三维姿态角数据构建成数据帧，并将数据帧存储到存储卡中。

优选地，将强磁铁置于密封塞内以形成探测标记物；将密封塞塞在钻孔的开口处。

优选地，在密封塞上形成标记色。

当发生泥石流时，本发明就可以随着泥石流运动，于是，便可利用本发明在体监测和记录泥石流的运动信息，从而获得泥石流发生、发展过程的运动状态，为泥石流的研究和治理提供真实的原始信息。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图中标号如下：1、MEMS陀螺仪加速度计；2、存储卡；3、控制器；4、防水护套；5、鹅卵石；6、电池；7、强磁铁；8、密封塞；9、取出勾环；10、钻孔。

具体实施方式

请参考图1，本发明提供了一种泥石流在体监测装置，包括：MEMS陀螺仪加速度计1，用于检测三维加速度和三维角速度；存储卡2；控制器3，与MEMS陀螺仪加速度计1和存储卡2连接，用于按预定间隔采集时间、三维加速度、三维角速度、三维姿态角数据构建成数据帧，并将数据帧存储到存储卡2中；防水护套4，MEMS陀螺仪加速度计1、存储卡2和控制器3置于防水护套4内；鹅卵石5，其上形成有钻孔，防水护套4置于钻孔内；探测标记物，安装在钻孔的开口处，用作寻踪标记。

例如，MEMS陀螺仪加速度计1可通过I2C接口总线与控制器3连接，控制器3直接以FAN32格式写数据到存储卡中。控制器3通过收到的系统运行状态信息，判断系统是否处于静止状态，如果是，则不写数据；否则，每隔10ms采集和记录1帧数据(时间、3维加速度、3维角速度、3维姿态角)，以FAN32格式存入SD存储卡中。

优选地，控制器3为低功耗单片机；优选地，存储卡2为迷你SD存储卡，这样，可以使本发明中的电子模块具有较小的体积，以便放入该钻孔中。优选地，鹅卵石5选自泥石流易发区的具有代表性的不同形状、不同大小的鹅卵石，并用电钻打孔。

优选地，控制器3可以为ARM32系列单片机，MEMS陀螺仪加速度计1的型号可以是MPU6050。防水护套4可以采用带密封的细长塑料管。

本发明将MEMS陀螺仪加速度计1、存储卡2和控制器3密封在防水护套4，然后置于鹅卵石5上的钻孔内，并用探测标记物将钻孔的开口封堵起来。这样，当发生泥石流时，本发明就可以随着泥石流运动，于是，便可利用本发明在体监测和记录泥石流的运动信息，从而获得泥石流发生、发展过程的运动状态，为泥石流的研究和治理提供真实的原始信息。