[发明专利]地面塌陷监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种地面塌陷监测装置，其特征在于：所述地面塌陷监测装置由支架（A）、垂重体（B）、缆索（C）、处理模块（D）、磁传感器（E）、通信线缆和感应环（F）组成；

缆索（C）上端与支架（A）固定连接，缆索（C）下端与垂重体（B）固定连接；磁传感器（E）固定在缆索（C）中部，磁传感器（E）和处理模块（D）之间通过通信线缆电气连接；感应环（F）设置于缆索（C）上支架（A）和磁传感器（E）之间的位置处，且感应环（F）能沿缆索（C）滑动；

所述感应环（F）由外筒（1）、内筒（2）、永磁体（3）、多个卡臂（5）和多个弹簧（6）组成；所述外筒（1）和内筒（2）均为两端开口的圆筒结构，内筒（2）套接在外筒（1）内，外筒（1）和内筒（2）之间通过连接梁固定；内筒（2）内壁上设置有安装槽，永磁体（3）镶嵌在安装槽内；多个卡臂（5）与外筒（1）外壁转动连接，卡臂（5）能沿外筒（1）轴向转动；每个卡臂（5）均对应一个弹簧（6），弹簧（6）的一端与卡臂（5）中部连接，弹簧（6）的另一端与外筒（1）外壁连接；自然状态时，卡臂（5）外端在弹簧（6）的拉力作用下向外筒（1）表面靠拢，且多个卡臂（5）的外端朝向相同；

缆索（C）从感应环（F）的内筒（2）内孔中穿过，缆索（C）与内筒（2）之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述外筒（1）和内筒（2）同轴设置；所述连接梁的数量为3个或4个，各个连接梁沿外筒（1）周向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述感应环（F）的数量为多个，多个感应环（F）沿缆索（C）轴向顺次排列。

4.根据权利要求1所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述卡臂（5）的数量为8个；其中4个卡臂（5）记为第一卡臂组，第一卡臂组内的4个卡臂（5）在外筒（1）轴向上等高设置，另外4个卡臂（5）记为第二卡臂组，第二卡臂组内的4个卡臂（5）在外筒（1）轴向上等高设置，第一卡臂组和第二卡臂组的设置高度不同。

5.根据权利要求4所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：第一卡臂组内的4个卡臂（5）的周向位置沿外筒（1）周向均匀分布；第二卡臂组内的4个卡臂（5）的周向位置沿外筒（1）周向均匀分布。

6.根据权利要求5所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：第一卡臂组内的4个卡臂（5）的周向位置与第二卡臂组内的4个卡臂（5）的周向位置一一对应。

7.根据权利要求1所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述支架（A）采用带中孔的圆盘形结构体。

8.根据权利要求1所述的地面塌陷监测装置，其特征在于：所述垂重体（B）外径大于内筒（2）内径。

9.一种地面塌陷监测方法，其特征在于：所涉及的硬件有：支架（A）、垂重体（B）、缆索（C）、处理模块（D）、磁传感器（E）、通信线缆和感应环（F）；

所述地面塌陷监测方法的操作为：

1）在监测区域钻孔，形成与水平方向垂直的监测洞；

2）支架（A）固定在监测洞的洞口位置处，垂重体（B）和支架（A）之间通过缆索（C）固定连接，垂重体（B）垂挂在监测洞内；磁传感器（E）固定在缆索（C）中部，磁传感器（E）和处理模块（D）之间通过通信线缆电气连接；

正常情况下监测洞为柱状结构，感应环（F）通过弹性机构与监测洞的洞壁卡接，感应环（F）的位置位于磁传感器（E）和支架（A）之间，感应环（F）上设置有永磁体（3）；

3）当土体塌陷后，监测洞的内壁被破坏，弹性机构失去支撑部，感应环（F）向监测洞底部滑落；在感应环（F）滑落过程中，永磁体（3）发出的磁力线与磁传感器（E）的探测区域发生重叠，处理模块（D）通过磁传感器（E）感知到感应环（F）已经滑落，通过对感应环（F）的设置高度进行预先标定，即可知道土体出现塌陷的深度。

10.根据权利要求9所述的地面塌陷监测方法，其特征在于：所述感应环（F）的数量为多个，多个感应环（F）沿监测洞轴向依次设置。