[发明专利]一种管道坡面失稳自动监测预警装置

说明书

本发明公开了一种管道坡面失稳自动监测预警装置，通过采用应力传感的方式测量管道坡脚土体压力，将压力信号转化为电信号，对管道水毁点进行预报预警，该方法易于实现，自动化程度高；本发明装置可在管道坡面挡墙破坏前发出灾害预警信号，可为可能的灾害发生提供了预警时间，以便提前采取应对措施，实现保障油气管道安全可靠运行、避免产生重大经济损失。同时能实时测得挡墙后土压力数据，对管道坡体水毁的研究与防治提供了依据。此外，该装置灵活可调，便于拆卸安装，太阳能供电，免维护，可在野外全自动化运行。

技术领域

本发明涉及地质灾害监测技术领域，尤其是一种管道坡面失稳自动监测预警装置。

背景技术

油气是由地壳或地表天然生成的资源，其广泛应用于交通、建筑、医疗、军工及航天等领域，因其稀少而变得更加珍贵，其运输常见为管道输送的方式，然而长距离的运输难免会受到地形地质条件的影响，因此，保障管道的顺利运输在油气资源利用中有着重要作用。

目前，随着我国“西气东输”工程的开展，油气管道长距离的运输必将穿越不同的地形地貌，伴随着其开挖扰动其原状岩土体，在雨季来临时期，沿管道作业区地灾条件薄弱点通常会出现不同程度的水毁灾害，常见水毁灾害包括：塌陷、堡坎垮塌、河道漏管、坡面水毁等，严重威胁管道运输安全，造成较大的经济损失，影响了油气资源的运输和社会发展，这使得实现管道水毁现场提前预警的监测技术变得尤为重要。

发明内容

为了克服背景技术中的技术问题，本发明提供了一种管道坡面失稳自动监测预警装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种管道坡面失稳自动监测预警装置，包括支架和设于其上的监测箱体，还包括：

土压力应力板，按阵列埋设于管道坡面挡墙后的土体内，用于实时检测管道坡面挡墙受压状况；

监测处理器，用于对接收的土压力应力板的数据进行转换后计算得到管道坡面的压力值，并与管道坡面的压力安全阈值比较后发出监测数据和预警信号；

无线传输模块，用于将监测处理器发出的监测数据和预警信号通过无线方式传输至远端的监控后台；

蓄电池模块，用于装置的供电；

太阳能电池板，连接蓄电池模块，用于蓄电池模块充电；

所述监测处理器分别连接土压力应力板、无线传输模块和蓄电池模块；所述监测处理器、无线传输模块和蓄电池模块安装于监测箱体内，所述太阳能电池板设于监测箱体上。

进一步优选的，所述监测处理器包括有单片机和模数转换模块，可对压力应力板的监测数据进行转换和计算。

优选的，所述土压力应力板为9个，在与水平面垂直并与挡墙立面平行的立面上、呈等间距网格状均匀排布于挡墙立面后部的土体内，所述土压力应力板与挡墙立面平行。采用等间距网格状排布，可在实时检测管道坡面挡墙受压状况时，消除不同土体、不同位置实际地质条件存在偶然性差异导致的压力检测偏差，保障土压力应力板压力检测的准确性和预警的安全性。

优选的，相邻土压力应力板的等间距为0.5~1.0m，最小埋深为0.3~0.5m。可适应不同土体、坡面度等地质条件进行调整，保障对坡面挡墙所受压力检测的准确性。

优选的，所述土压力应力板包括有16个应力片，所述应力片是由压力敏感元件组成的压力传感器。采用多个应力片增加了压力检测面积，可有效消除检测的偶然误差、较准确测得土压强值。

优选的，设于管道坡面挡墙上的支架为不锈钢或铝合金材质制成，并连接设有防雷接地装置。不锈钢和铝合金具有较好的防腐性能和耐久性能，防雷接地装置可保护装置在雷雨天气下运行。

优选的，所述监测箱体为不锈钢或铝合金材质制成，并设有防雷接地装置。不锈钢和铝合金防腐性能好并具有较长使用寿命，防雷接地装置可保护装置在野外雷雨天气下运行。

其中，所述监测处理器对管道坡面的压力通过以下方法计算得到：