[发明专利]一种地质环境监测装置及其监测方法

说明书

本发明公开了一种地质环境监测装置，包括机架、激光组件、施压组件、反射组件和测量组件；反射组件、机架和测量组件排成一线，反射组件和测量组件分别位于机架两侧；反射组件包括反射支架和安装在反射支架上的反射板，测量组件包括测量支架和安装在测量支架上的测量板，测量板的表面设置有刻度；激光组件安装在机架上，激光组件射出的激光经过反射板反射至测量板上；施压组件安装在机架上并对机架施加向下的压力，压力使得机架所在的土地加速沉降；当机架随着地面沉降之后，激光组件经过反射板反射至测量板上的光点也会发生位置变化，通过光点的位置变量可以计算出地面的下降量，整个测量操作方便且误差小。

技术领域

本发明涉及地质设备领域，尤其涉及一种地质环境监测装置及其监测方法。

背景技术

在地质环境勘测中涉及地面沉降的监测，现有技术的监测方法主要有两种：第一种是采用水准仪长期跟踪测量对应地区的高程，然后计算出该地区的沉降；第二种是在该地区施工，布置深埋至地下的标桩，通过标桩长期观察得到该地区的沉降。这两种测量方法都需要长期跟进，非常耗时；而且测量的灵敏度不高，在沉降量较小的时候，误差比较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种地质环境监测装置及其监测方法，利用光学手段对特定地区的沉降进行视距测量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种地质环境监测装置，包括机架、激光组件、施压组件、反射组件和测量组件；

所述反射组件、机架和测量组件排成一线，反射组件和测量组件分别位于机架两侧；所述反射组件包括反射支架和安装在反射支架上的反射板，所述测量组件包括测量支架和安装在测量支架上的测量板，测量板的表面设置有刻度；

所述激光组件安装在机架上，激光组件射出的激光经过反射板反射至测量板上；所述施压组件安装在机架上并对机架施加向下的压力，压力使得机架所在的土地加速沉降；当机架随着地面沉降之后，激光组件经过反射板反射至测量板上的光点也会发生位置变化，通过光点的位置变量可以计算出机架的下降量；激光组件、反射板和测量板的配合可以将机架的下降量(也就是土地的沉降量)放大，方便测量并减少测量误差。

具体的，所述施压组件包括安装座、浮动架、偏心件、驱动组件、活塞杆和活塞缸，所述安装座安装在机架上，安装座的表面设置有竖直的导向槽，所述浮动架的表面设置有竖直的导向轨，导向轨位于导向槽内，偏心件安装在浮动架上，驱动组件驱动偏心件旋转；所述浮动架连接活塞杆，活塞杆的一端设置活塞并插入活塞缸内，活塞缸安装在机架上；当偏心件旋转时，偏心件驱动浮动架和活塞杆周期性的上行和下行，在活塞杆下行的过程中，活塞压缩活塞缸内的空气，使得活塞缸内的气压增大，从而对机架施加向下的压力；安装座、浮动架、偏心件、活塞杆和活塞缸构成一组施压单元，一般情况下，一个施压组件内会配置多组施压单元，所有施压单元内的偏心件同步旋转，使得机架获得足够的向下的压力。

对于本发明的施压组件而言，活塞杆是随着偏心件的旋转而周期性的上升和下降，这其中只有活塞杆下降时机架才会受到向下的压力，为了增加这一压力，本发明还包括气动系统，所述气动系统包括气泵、高压罐和阀组，所述气泵连通高压罐，高压罐通过阀组连通至活塞缸，所述阀组包括二位三通阀和泄压阀，二位三通阀的三个阀口分别连通高压罐、活塞缸和泄压阀；气动系统的工作原理是：在活塞杆上行时，二位三通阀切换使得高压罐与活塞缸连通，高压罐用于增加活塞缸内的气压，使得机架在活塞杆上行的过程中依然能受到向下的压力；在活塞杆下行时，二位三通阀切换使得泄压阀与活塞缸连通，泄压阀用于控制活塞缸内的气压不超过极限值，避免活塞缸内气压过高导致活塞杆无法正常下行；气泵用于适时向高压罐内补充气体，保持高压罐内的气压在设定范围内。

具体的，所述气动系统还包括阀板和底板，阀板的底部设置有气路槽，阀板盖在底板上，底板固定在机架上，阀组通过气路槽与活塞缸连通。

进一步的，所述驱动组件包括电机、皮带和皮带轮，电机的转轴和偏心件上均安装皮带轮，皮带连接所有的皮带轮。