[发明专利]多点沉降远程监测报警方法及装置

说明书

技术领域：

本发明涉及多点沉降远程监测报警方法及装置，采用位移传感器监测液面高度变化，监测报警主机采集数据并分析处理，实现对沉降的连续自动监测和记录。属于防灾减灾技术领域。

背景技术：

沉降是一个不断累积的过程，当累积达到一定程度后就会产生严重危害，对一些重要地段、建筑物、公(铁)路、地铁、桥梁、大坝、滑坡等目标的沉降监测频率要高，测量的间隔时间应尽可能短，并实时上报指挥中心，在沉降变化超过安全范围前及时报警，才能起到防止人员伤亡、减少财产损失的目的。现行规范规定，高层建筑物、构筑物、重要古建筑物及连续生产的矿山基建、动力设备基础、滑坡监测等均要进行变形、沉降观测。

关于地面沉降的监测开始于上世纪中期，目前主要监测方法有水准测量法、三角高程测量法、InSAR、GPS、地面沉降监测站等。用于沉降观测的仪器设备主要有：水准仪、分层沉降仪、水管式沉降仪、电子水平尺。电子水平尺精度最高，但使用成本太高，全国也不超过10台；多数方法及设备其劳动强度大，不易实现连续和自动化测量。目前还没有一种低成本、高精度、能实时自动测量并报警的方法和装置。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种测量精度高、受环境影响小、使用简单方便、能实时自动测量打印、通过设定沉降预警值进行报警、并使用无线网络将信息远程传送的方法及装置。

根据液体在一连通管内，其液面的高程是完全一致的原理，在基准点与监测点分别设置直管，中间用管子连通(见图1)。两直管底部高程分别为H0、H1，直管内的液体高度分别是h0、h1。则：

H0+h0＝H1+h1    (1)

1、当监测点下降ΔH1时，其直管内液面高度将增加Δh1；基准点的高程不变，直管内的液面高度将减少Δh0，则：

H0+h0-Δh0＝H1-ΔH1+h1+Δh1    (2)

由公式(1)和公式(2)可得：

ΔH1＝Δh0+Δh1    (3)

当两直管的截面积完全相同时，其减小的高度就等于增加的高度，即Δh0＝Δh1，由公式(3)可得：

ΔH1＝2Δh0    (4)

2、当监测点上升ΔH1时，其直管内液面高度将减少Δh1，基准点高程不变，直管内的液面高度将增加Δh0，则：

H0+h0+Δh0＝H1+ΔH1+h1-Δh1    (5)

同样可得到公式(4)

从公式(4)可以看出，只要我们能实时测量到基准点的直管内液面高度变化，就能监测到监测点的沉降变化，测点位移增大，说明监测点下降，测点位移减少，说明监测点上升。监测点沉降量与基准点直管液面高度变化呈线性关系。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：发明一种多点沉降远程监测报警方法及装置，其关键技术在于：由储液器、液体、阀门、测量直管、监测直管、连通管等组成从基准点到监测点的多个“U”形独立连通体，位移传感器、浮块、监测报警主机组成自动化沉降监测报警系统，(见图2)。

附图说明：

图1：液体“U”形连通体示意图。

其中：H0-基准点高程；h0-基准点直管液体高度；Δh0-基准点直管液体高度变化量；H1-监测点高程；h1-监测点直管液体高度；ΔH1监测点高程变化量；Δh1-监测点直管液体高度变化量；A-水平线。

图2：多点沉降远程监测报警方法原理结构图。

图3：多点沉降远程监测报警装置结构示意图。

其中：1、数据线；2、位移传感器；3、浮块；4、测量直管；5、出液阀；6、三通；10、进液阀；11、进液口；12、密闭储液器；13、压力表；14、液体；15、控制模块；16、无线模块；17、天线；18、警笛；19、数据记录仪；20、数显屏；21、连通管；22、监测直管；23、防雨箱；24、支架。

具体实施方式：

在图3中，监测报警主机包括：控制模块(15)、无线模块(16)、天线(17)、警笛(18)、数显屏(20)、数据记录仪(19)。控制模块处理采集信息，无线模块和天线负责信息的远程传输，警笛用于报警，数据记录仪贮存数据。贮存于监测报警主机内的各种数据，不会因断电而消失。