[发明专利]一种叶轮式泥石流流速监测预警装置及其应用方法

权利要求书

1.一种叶轮式泥石流流速监测预警装置，其特征在于，该装置包括支架结构系统、同速转轮系统和电路系统；

所述支架结构系统有左右对称的两根相同升降脚架(11)，在每个升降脚架(11)的下部通过支架枢纽(111)安装两根辅助支架(113)，在升降脚架(11)的上端通过可拆卸螺丝(121)固定一根水平横梁(12)，且水平横梁(12)与升降脚架(11)之间通过固定钢条(122)加固；所述水平横梁(12)上面通过固定螺丝(123)安装水平支板(13)，两块竖向支板(15)通过底边设置的合页(14)分别连接于水平支板(13)的左右两端；所述水平支板(13)中部设置有刚性绝缘支架(16)；

所述同速转轮系统为：一个转轮(21)的内环刚接于水平横梁(12)的中部，转轮(21)的外环沿其径向均匀固定八根绝缘刚性杆(22)，在每根绝缘刚性杆(22)的中部均焊接有变阻电刷(34)；所述绝缘刚性杆(22)的端部焊接有圆形叶片状的同速转叶(23)；

所述电路系统为：电极探针(32)设置在刚性绝缘支架(16)的顶部，与变阻电刷(34)配合接触，所述电极探针(32)通过导线依次连接电流信号监测仪(31)、蓄电装置(36)和开关(35)形成回路；所述电流信号监测仪(31)通过数据线与模数转换器(41)连接，模数转换器(41)连接信号发射器(42)。

2.根据权利要求1所述的一种叶轮式泥石流流速监测预警装置，其特征在于，所述绝缘刚性杆(22)由内外螺纹一(112)调节长度；所述升降脚架(11)由内外螺纹二(114)调节高度，以满足不同沟深泥石流沟的测试需求。

3.根据权利要求1所述的一种叶轮式泥石流流速监测预警装置，其特征在于，所述变阻电刷(34)是电阻沿着空间环形分布，电阻值依次变化的，且直径大小略大于绝缘刚性杆(22)的环状电刷。

4.根据权利要求1所述的一种叶轮式泥石流流速监测预警装置，其特征在于，所述电路系统还包括太阳能光伏板(33)，太阳能光伏板(33)通过合页(14)安装在竖向支板(15)的顶部；所述太阳能光伏板(33)连接蓄电装置(36)为其提供电源。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种叶轮式泥石流流速监测预警装置，其特征在于，所述支架结构系统的材料为铝合金，所述绝缘刚性杆(22)为工程塑料、玻璃纤维或环氧树脂材料制造。

6.一种叶轮式泥石流流速监测预警装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、选点预埋：在泥石流流通区沟道上，选取至少3处地面平整的试验点，并在沟道两侧各挖一个凹坑；将升降脚架(11)和辅助支架(113)埋入夯实；

步骤2、安装支架结构系统：通过可拆卸螺丝(121)将水平横梁(12)和升降脚架(11)连接，并用固定钢条(122)将水平横梁(12)与升降脚架(11)进行二次加固；通过固定螺丝(123)将水平支板(13)固定，安装刚性绝缘支架(16)；

步骤3、调节同速转轮系统：将焊接有变阻电刷(34)的绝缘刚性杆(22)，根据泥石流沟深情况调节绝缘刚性杆(22)至对应长度，并调整同速转叶(23)使其法向方向平行于沟道纵向方向，最后固定；

步骤4、安装电路系统：将电极探针(32)、电流信号监测仪(31)、蓄电装置(36)和开关(35)依次用导线连接组装；将模数转换器(41)和信号发射器(42)安装在特定位置，并接到蓄电装置(36)和电流信号监测仪(31)；

步骤5、信号监测：打开各电源开关(35)，等待泥石流；当泥石流来临时，泥石流首先接触到同速转叶(23)，泥石流的冲击带动整个同速转轮一起同速转动，与此同时，绝缘刚性杆(22)中部的变阻电刷(34)与电极探针(32)接触，电流信号监测仪(31)监测到电路中的电流变化并收集电流信号；

步骤6、信号处理与预警：电流信号监测仪(31)将电流信号发送到模数转换器(41)，模数转换器(41)将接收到的电流信号转换成数字信号，并发送给信号发射器(42)，信号发射器(42)将信号通过无线传输的方式发送到终端处理器，信号经过终端处理器处理后得到泥石流的流速，当流速达到预设的阈值，终端处理器立即将预警信号无线传送至当地预警装置，发出警报提醒村民及时疏散至安全区域。

7.根据权利要求6所述的一种叶轮式泥石流流速监测预警装置的应用方法，其特征在于，所述步骤4还包括，将竖向支板(15)安装在水平支板(13)的左右两端，再将太阳能光伏板(33)通过合页(14)安装在竖向支板(15)上；把太阳能光伏板(33)用导线连接蓄电装置(36)并为其提供电力。