(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号7.5(22)申请日2022.12.07(71)申请人长江水利委员会长江科学院地址430010湖北省武汉市黄浦大街23号(72)发明人黄金权蔡道明崔豪(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103专利代理师(51)Int.Cl.G01N33/24(2006.01)G01B21/08(2006.01)(54)发明名称一种水土保持监测安全插钎装置及其监测方法(57)摘要本发明提供了一种水土保持监测安全插钎装置及其监测方法，它包括插钎主体和设置在插钎主体外周上的至少一对支撑组件；所述插钎主体包括承载板和安装于该承载板底部的壳体；所述壳体的内设置有一对导轨，并在两导轨之间沿竖向滑动连接有插钎件；所述插钎件能够插入到地面中，进而检测地面内土壤水层的变化；所述导轨上设置有位移检测单元，所述位移检测单元与插钎件相配合，并用于检测插钎件的竖向位移；所述壳体的底端设置有振动检测单元，所述振动检测单元与地面相互接触，用于对地面的振动进行仔细的检测。其利用位移传感器和振动传感器的联合监测，实现对插钎垂直高度的高效率、高准确度采集。权利要求书2页说明书4页附图3页CN1162429851.一种水土保持监测安全插钎装置，其特征是：它包括插钎主体和设置在插钎主体外周上的至少一对支撑组件；所述插钎主体包括承载板（1）和安装于该承载板（1）底部的壳体（2）；所述壳体（2）的内设置有一对导轨（8），并在两导轨（8）之间沿竖向滑动连接有插钎件（13）；所述插钎件（13）能够插入到地面中，进而检测地面内土壤水层的变化；所述导轨（8）上设置有位移检测单元（9），所述位移检测单元（9）与插钎件（13）相配合，并用于检测插钎件（13）的竖向位移；所述壳体（2）的底端设置有振动检测单元（14），所述振动检测单元（14）与地面相互接触，用于对地面的振动进行仔细的检测；所述壳体（2）内还设置有控制器（6），控制器（6）分别与位移检测单元和振动检测单元电连接，所述控制器（6）用于接收并处理所述位移检测单元和/或振动检测单元所采集到的数据，并在检测到所述振动检测单元（14）的信号后，记录所述位移检测单元（9）的位移量，并在所述振动检测单元（14）的信号消失后，对该时间段内装置的位移距离进行修正。2.依据权利要求1所述一种水土保持监测安全插钎装置，其特征是：所述插钎件（13）的顶部设置有滑块（11），所述滑块（11）的两侧均连接设置有测定块（12），所述测定块（12）与设置在导轨（8）内侧壁上的滑槽（10）构成滑动配合。3.依据权利要求2所述一种水土保持监测安全插钎装置，其特征是：所述滑块（11）与用于驱动其沿着导轨（8）滑动的伸缩单元（7）相连，所述伸缩单元（7）沿竖向设置在壳体（2）的内部，其底部与滑块（11）的顶部相互抵触，用于推压插钎件（13）向下运动。4.依据权利要求1所述一种水土保持监测安全插钎装置，其特征是：所述支撑组件包括支撑件（3）和设置在支撑件（3）底部的铆接件（31），所述支撑件（3）通过阻尼转轴（15）与承载板（1）铰接相连。5.依据权利要求4所述一种水土保持监测安全插钎装置，其特征是：所述支撑件（3）与铆接件（31）之间也通过阻尼转轴连接。6.依据权利要求1所述一种水土保持监测安全插钎装置，其特征是：所述承载板（1）的顶部还设置有支架（4），所述支架（4）上还安装有至少一个太阳能板。7.依据权利要求6所述一种水土保持监测安全插钎装置，其特征是：所述承载板（1）内嵌设有电源，用于给各个检测单元进行供电；所述太阳能板与电源之间通过电连接，用于给电源进行充电作业。8.依据权利要求1所述一种水土保持监测安全插钎装置，其特征是：所述控制器（6）设置有无线通讯单元，所述无线）电连接，用于向外部传输所述控制器（6）接收到的位移数据和振动数据。9.一种水土保持监测安全插钎的监测方法，其特征是，其利用权利要求18中任一项所述安全插钎装置来实现，包括以下步骤：步骤1：将所述插钎装置设置到待测土壤上，并利用位移检测单元（9）监测插钎件（13）的竖向位移，实现对土壤水层的监测，得到第一动态信息；步骤2：利用振动检测单元（14）检测大地的振动，得到第二动态信息；步骤3：获取在第二动态信息的时间段内，所述位移检测单元（9）所检测到的数据，得到第三动态信息；CN116242985步骤4：设置所述第三动态信息的阈值，当所述第三动态信息的阈值超贵最大值时，控制所述插钎件（13）复位。10.根据权利要求9所述一种水土保持监测安全插钎的监测方法，其特征是，所述步骤4控制所述插钎件（13）复位的具体过程还包括以下步骤：将所述位移检测单元（9）所检测到的位移量，反馈到控制器内，控制器根据该位移量相应控制插钎件（13）伸长该位移量。CN116242985一种水土保持监测安全插钎装置及其监测方法技术领域[0001]本发明涉及水环境监测技术领域，具体涉及一种水土保持监测安全插钎装置及其监测方法。背景技术[0002]水土保持是防治水土流失，保护、改良和合理规划利用水土资源，建立良好生态环境的工作。运用农、林、牧、水利等综合措施，如修筑梯田，实行等高耕作、带状种植，进行封山育林、植树种草，以及修筑谷坊、塘坝和开挖环山沟等，借以涵养水源，减少地表径流，增加地面覆盖，防止土壤侵蚀，促进农、林、牧、副业的全面发展。对于发展山丘区和风沙区的生产和建设、减免下游河床淤积、削减洪峰、保障水利设施的正常运行和保证交通运输、工矿建设、城镇安全，具有重大意义。[0003]而在对土壤下水层的液位进行仔细的检测时，大多采用插钎进行监测，即：沿竖向土壤内插入钎条，利用钎条高度位移的变化，判断土壤水层的变化，达到对土壤水层的检测效果。[0004]虽然传统的插钎方式能够简单满足使用需求，但是在实际使用的过程中，由于其插钎的布置点常广泛铺散在园林中，因此，园林作业人员在对多个插钎进行全方位检查时十分的不便，检查作业效率低；而且，当该区域的土壤因受到共振而出现土壤振动时，插钎的垂直高度也易发生变化，例如：大型农作机器在土壤上走形，或出现轻微地震等情况时，都会影响插钎的垂直高度，进而造成作业人员的误判，影响装置检测的准确性。发明内容[0005]本发明的目的是克服现存技术不足，提供一种水土保持监测安全插钎装置及其监测方法，其利用位移传感器和振动传感器的联合监测，实现对插钎垂直高度的高效率、高准确度采集，有实际效果的减少因其它因素造成的检测误差，以保证检验测试结构的精确性。[0006]为实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种水土保持监测安全插钎装置，它包括插钎主体和设置在插钎主体外周上的至少一对支撑组件；所述插钎主体包括承载板和安装于该承载板底部的壳体；所述壳体的内设置有一对导轨，并在两导轨之间沿竖向滑动连接有插钎件；所述插钎件能够插入到地面中，进而检 测地面内土壤水层的变化； 所述导轨上设置有位移检测单元，所述位移检测单元与插钎件相配合，并用于检 测插钎件的竖向位移； 所述壳体的底端设置有振动检测单元，所述振动检测单元与地面相互接触，用于 对地面的振动进行仔细的检测； 所述壳体内还设置有控制器，控制器分别与位移检测单元和振动检测单元电连 接，所述控制器用于接收并处理所述位移检测单元和/或振动检测单元所采集到的数据，并 在检测到所述振动检测单元的信号后，记录所述位移检测单元的位移量，并在所述振动检 测单元的信号消失后，对该时间段内装置的位移距离进行修正。 CN116242985 [0007]所述插钎件的顶部设置有滑块，所述滑块的两侧均连接设置有测定块，所述测定 块与设置在导轨内侧壁上的滑槽构成滑动配合。 [0008] 所述滑块与用于驱动其沿着导轨滑动的伸缩单元相连，所述伸缩单元沿竖向设置 在壳体的内部，其底部与滑块的顶部相互抵触，用于推压插钎件向下运动。 [0009] 所述支撑组件包括支撑件和设置在支撑件底部的铆接件，所述支撑件通过阻尼转 轴与承载板铰接相连。 [0010] 所述支撑件与铆接件之间也通过阻尼转轴连接。 [0011] 所述承载板的顶部还设置有支架，所述支架上还安装有至少一个太阳能板。 [0012] 所述承载板内嵌设有电源，用于给各个检测单元进行供电；所述太阳能板与电源 之间通过电连接，用于给电源进行充电作业。 [0013] 所述控制器设置有无线通讯单元，所述无线通讯单元和控制器电连接，用于向外 部传输所述控制器接收到的位移数据和振动数据。 [0014] 一种水土保持监测安全插钎的监测方法，包括以下步骤： 步骤1：将所述插钎装置设置到待测土壤上，并利用位移检测单元监测插钎件的竖 向位移，实现对土壤水层的监测，得到第一动态信息； 步骤2：利用振动检测单元检测大地的振动，得到第二动态信息； 步骤3：获取在第二动态信息的时间段内，所述位移检测单元所检测到的数据，得 到第三动态信息； 步骤4：设置所述第三动态信息的阈值，当所述第三动态信息的阈值超贵最大值 时，控制所述插钎件复位； 所述步骤4控制所述插钎件复位的具体过程还包括以下步骤： 将所述位移检测单元所检测到的位移量，反馈到控制器内，控制器根据该位移量 相应控制插钎件伸长该位移量。 [0015] 本发明有如下有益效果： 1、本发明的水土保持监测安全插钎装置及其监测方法，其通过沿竖向设置的插钎 件检测土壤水层的变化，并利用位移检测单元实时检测插钎件竖向的位移变化，并利用无 线传输单元将检测到的数据传输至作业人员的移动终端内，进而实现插钎动态数据的采 集，在极大程度上方便了作业人员对插钎监测的效率。 [0016] 2、本发明的水土保持监测安全插钎装置及其监测方法，其通过振动检测传感器实 时检测土壤的振动，以此避免因土壤振动所造成的插钎件检测误差，进而提高了插钎件在 监测时的准确性。 [0017] 3、本发明的水土保持监测安全插钎装置及其监测方法，其使用起来更便捷，简单易操作，不 仅可以在一定程度上完成插钎动态数据的实时采集和传输，还能够有很大成效避免因土壤振动造成的检测误 差，进而提高装置在检测时的精确性，拥有非常良好的实用价值与应用前景。 [0018] 4、利用振动传感器检验测试单位时间内的位移量，减少因其他因素造成的检测误差， 以保证检验测试结构的精确性。 附图说明 [0019] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 CN116242985 [0020]图1是本发明实施例中水土保持监测方法的流程图。 [0021] 图2是本发明实施例中水土保持监测安全插钎装置的整体结构示意图。 [0022] 图3是本发明实施例中水土保持监测安全插钎装置的控制器连接框图。 [0023] 图中：1承载板、2壳体、3支撑件、31铆接件、4支架、5太阳能板、6控制器、7伸缩单 元、8导轨、9位移检测单元、10滑槽、11滑块、12测定块、13插钎件、14振动检测单元。 具体实施方式 [0024] 下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。 [0025] 实施例1： 请参阅图1 3，一种水土保持监测安全插钎装置，它包括插钎主体和设置在插钎主体外周上的至少一对支撑组件；所述插钎主体包括承载板1和安装于该承载板1底部的壳体 2；所述壳体2的内设置有一对导轨8，并在两导轨8之间沿竖向滑动连接有插钎件13；所述插 钎件13能够插入到地面中，进而检测地面内土壤水层的变化；所述导轨8上设置有位移检测 单元9，所述位移检测单元9与插钎件13相配合，并用于检测插钎件13的竖向位移；所述壳体 2的底端设置有振动检测单元14，所述振动检测单元14与地面相互接触，用于对地面的振动 进行仔细的检测。通过采用上述的监测安全插钎装置其通过沿竖向设置的插钎件检测土壤水层的 变化，并利用位移检测单元实时检测插钎件竖向的位移变化，并利用无线传输单元将检测 到的数据传输至作业人员的移动终端内，进而实现插钎动态数据的采集，在极大程度上方