[发明专利]一种北斗定位地表位移的监测装置

说明书

本发明公开了一种北斗定位地表位移的监测装置，包括底板、铰接于底板上的天线和固定于底板上的液态平衡装置；液态平衡装置包括至少两个储液管和与各储液管一一对应设置的回正弹簧；各储液管底部相连通，内部注有液体并设有能够浮于液面上的浮塞；回正弹簧的一端与天线连接，另一端与对应储液管内的浮塞保持同步运动；底板倾斜时，浮塞随液面浮动，另一端与浮塞保持同步运动的回正弹簧带动天线转动，使天线始终保持水平状态；监测装置还包括能够测量各储液管内液位变化的液位测量机构，通过各储液管内液位变化计算底板的倾斜角和定位监测点的实际位移。本发明的结构易拆装、成本低，在通电困难的户外仍可以使用，可大范围循环使用，提高监测精确度。

技术领域

本发明涉及一种北斗定位地表位移的监测装置，属于土木工程边坡监测技术领域。

背景技术

近年来，我国经济和交通运输工程快速发展，交通运输网不断向偏远山区延伸。然而，偏远山区地质条件复杂，环境险峻，极易受道路工程的影响，产生滑坡等地质灾害，造成巨大的经济损失，威胁人们的生命财产安全。因此，对较危险的边坡进行实时监测及预警，是防灾减灾的重要举措。由于山区公路边坡地形险峻、环境恶劣、人迹罕至，采用传统的监测方法，如巡护监控、设站监控和仪表监控等，会存在效率低下、精度不高、数据量少、受自然条件限制、稳定性不高等缺点，难以实现地表变形的实时监测，无法回馈现场的动态监测结果，进而可能延误防灾减灾工作的开展。

随着北斗定位技术的不断成熟，基于北斗定位技术监测边坡地表变形已逐渐为工程所采用。但北斗监测，对监测点天线的水平度要求高，施工中保持天线水平非常困难，成本高；此外，地表变形会引起监测支架倾斜，导致天线偏转，使得天线和地表产生相对位移，同时影响天线信号的发射与接收，降低了监测精度，难以满足毫米级精度的要求。现有的边坡监测装置不易实现大范围的安装使用，在不便通电的户外环境下通电困难。为解决上述技术问题，需要发明一种更经济、成本低，可实现大范围内安装使用的满足边坡地表稳定监测的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中北斗边坡监测天线水准度要求高，监测支架安装困难，天线指向性较差的不足，提供了一种北斗定位地表位移的监测装置，技术方案如下：

一种北斗定位地表位移的监测装置，包括底板、铰接于底板上的天线和固定于底板上的液态平衡装置；

液态平衡装置包括至少两个储液管和与各储液管一一对应设置的回正弹簧；各储液管底部相连通，内部注有液体并设有能够浮于液面上的浮塞；

回正弹簧的一端与天线连接，另一端与对应储液管内的浮塞保持同步运动；底板倾斜时，浮塞随液面浮动，另一端与浮塞保持同步运动的回正弹簧带动天线转动，使天线始终保持水平状态；

监测装置还包括能够测量各储液管内液位变化的液位测量机构，通过各储液管内液位变化计算底板的倾斜角和定位监测点的实际位移。

进一步地，液位测量机构包括直流电源、设于储液管上的金属片和能够与浮塞保持同步运动的滑动件，滑动件连接于回正弹簧上；

直流电源的一个电极与金属片的一端电连接，另一个电极与滑动件电连接，根据电路中电流的变化计算储液管内液位变化。

进一步地，储液管上开设有开孔，滑动件通过开孔与储液管中的浮塞连接。

优选地，开孔开设高度应满足，当储液管倾斜20°时，储液管中的液体不会通过开孔流出。

进一步地，滑动件由含铁材料制成，浮塞中设有磁铁，浮塞通过磁铁的磁场效应带动滑动件同步运动。

进一步地，底板包括上底板和下底板，上底板和下底板之间连接有至少三根平衡螺母，通过旋转各平衡螺母调节上底板和下底板之间的距离，保持上底板的初始位置水平。

进一步地，监测装置还包括设于定位监测点的支撑杆，底板固定于支撑杆上，支撑杆上还设有通过双孔抱箍连接的避雷针。