[发明专利]一种地裂缝水平竖直位移监测器及监测方法

说明书

本发明公开了一种地裂缝水平竖直位移监测器及监测方法，监测器包括由反光板、插片构成的靶标以及激光传感器、数据收集模块和计算机。本发明能够同时检测地裂缝水平和竖直位移变化，并在水平位移、竖直位移达到最大预设值时发出警报，对地裂缝活动的监测具有简便性、直观性，有较高的推广和应用价值。

技术领域

本发明涉及监测技术领域，具体涉及地裂缝水平位移、竖直位移监测。

背景技术

地面沉降是一种缓变、积累和难以快速有效治理的地质灾害。目前全国累计地面沉降量超过200毫米的地区达到7.9万Km²，并且有进一步扩大的趋势，给城市的可持续发展带来了巨大的危害。

地面沉降及地裂缝变形监测是治理地面沉降及灾害预警的基础。进行有针对性的长期连续监测在地面沉降及地裂缝变形防治中发挥了重要的作用，为地面沉降的机理研究以及防治工作提供了大量的基础数据。

现有地裂缝监测方法和装置易受地形、天气等因素影响，不利于进行全天候、实时监测，且结构复杂、成本高昂，不利于推广应用。中国专利CN108253890A公开了一种基于激光测距和图形处理技术的地裂缝空间状态监测方法及装置，利用激光斑点位置图像分析结果得到地裂缝错动、张裂位移，采用多个激光测距传感器获得竖直位移，进而得到空间状态监测结果。其不足之处在于：操作复杂，计算量大，且无法对地裂缝在超出允许活动量时发出报警。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种地裂缝水平竖直位移监测器及监测方法，可以简便、直观的对地裂缝水平和竖直位移变化进行实时监测。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种地裂缝水平竖直位移监测器，包括激光反射靶标、用于向该激光反射靶标投射激光并接收激光反射信号的激光传感器以及用于将该激光传感器的检测信号传输至计算机的数据收集模块，所述激光反射靶标及激光传感器分别设置于地裂缝两侧，激光反射靶标的靶面(用于反射激光)具有多个相互间隔的水平条形凸起(例如，自上而下间隔排列)。

优选的，所述激光反射靶标包括反光板以及设置在反光板上的多个间隔排列的具有一定厚度的反光插片(用于构成所述水平条形凸起)。

优选的，相邻反光插片的间隔距离相等，该间隔距离决定了地裂缝竖直位移的测量精度，间隔距离的选定受到激光传感器参数的影响，间隔距离越小，则相应竖直位移的测量精度越高，间隔距离可选取为≤1cm。

优选的，所述激光反射靶标的水平条形凸起(即上述插片)分为两类，一类水平条形凸起(也称为长插片)向外(朝向激光传感器)凸出的长度大于另一类水平条形凸起(也称为短插片)，其中长度较大的一类水平条形凸起(长插片)的数量为1个以上，可以选择位于顶部、底部、中间位置的若干短插片并通过适当增加其向外凸出的长度，形成该类水平条形凸起(长插片)，即该类水平条形凸起(长插片)一般位于多个间隔排列的另一类长度较小的水平条形凸起(短插片)的一侧(即针对地裂缝竖直位移设置了1个报警限值)，或将多个间隔排列的另一类长度较小的水平条形凸起(短插片)按一定数量分隔开(即针对地裂缝竖直位移可设置1个或多个报警限值)。

优选的，所述计算机包括人机交互界面，该人机交互界面包括用于显示所述激光传感器的检测信号或对应的距离(激光传感器与靶标之间)随时间变化的图像的界面区域，以及用于在地裂缝水平和/或竖直位移达超限(位移量大于设定限值)状态时显示报警信息的界面区域。

一种地裂缝水平竖直位移监测方法，包括以下步骤：

1)将上述激光反射靶标及激光传感器分别布置于地裂缝两侧，使得所述激光反射靶标能够与地裂缝一起活动(激光传感器位置固定)，将上述数据收集模块分别与激光传感器及计算机连接；