(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221711636.3 (22)申请日 2022.06.28 (73)专利权人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市海港区河北 大街438号 (72)发明人 邵先杰　韩森伟　林景昱　马胜利　 高文龙　张宏远　胡紫薇　崔天琪　 (51)Int.Cl. G01L 5/00(2006.01) G08C 17/02(2006.01) H02J 7/35(2006.01) (54)实用新型名称 一种连续 监测岩体地应力变化的装置 (57)摘要 一种连续监测岩体地应力变化的装置， 包括 地应力监测系统、 太阳能供电系统、 压力调节系 统及安装辅助系统； 地应力监测系统包括无线电 发射器、 地应力监测仪及信号线； 太阳能供电系 统包括太阳能板、 太阳能控制器、 蓄电池、 逆变器 及电线； 压力调节系统包括小型抽气泵、 泄压阀 及橡胶管； 安装辅助系统包括手柄、 可伸缩空心 金属管、 小型电磁铁、 开 关、 小型蓄电瓶及安装辅 助系统电线； 本装置通过设置太阳能供电系统， 实现了装置的自供能， 使 得本装置能够连续监测 岩体地应力； 本装置的地应力监测系统设计巧 妙， 成本较低， 可大量布置本装置； 本装置加设有 安装辅助系统， 使 装置的安 放更加方便、 准确。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 217520634 U 2022.09.30 CN 217520634 U 1.一种连续监测岩体地应力 变化的装置， 其特征在于： 其包括地应力监测系统、 太阳能 供电系统、 压力调节系统及安装辅助系统； 所述地应力监测系统包括无线电发射器、 地应力监测仪及信号线， 所述无线电发射器 置于地面之上， 所述地应力监测仪通过所述安装辅助系统置于目标岩体的钻孔底部； 所述 地应力监测仪包括金属外壳、 金属支杆、 弧状支腿、 应力传感器、 金属圆柄、 金属筒壁、 橡胶 密封圈、 压力传感器、 橡胶密封塞及限位槽； 所述金属外壳的顶部设置有限位槽； 所述金属 外壳的顶部预留孔洞处设置有所述橡胶密封塞； 所述金属外壳左、 右两侧 面各设置有一根 所述金属支杆， 右侧的所述金属支杆两端分别与所述弧状支腿及所述金属外壳固定连接， 左侧的所述金属支杆表面套有 数个所述橡胶密封圈， 其两端分别与所述弧状支腿及所述金 属圆柄的一侧固定连接， 并穿过所述金属筒壁进入所述地应力监测仪的内部； 所述金属圆 柄的另一侧与所述应力传感器的绝缘 弹簧固定连接； 所述压力 传感器固定于所述地应力监 测仪内部的上表面； 所述无线电发射器与所述应力传感器、 所述压力传感器通过所述信号 线连接； 所述太阳能供电系统包括太阳能板、 太阳能控制器、 蓄电池、 逆变器及电线； 所述太阳 能板、 所述太阳能控制器、 所述蓄电池、 所述逆变器均置于地面之上； 所述太阳能控制器的 输入端与太阳能板连接， 所述太阳能控制 器输出端与所述蓄电池输入端连接， 所述蓄电池 输出端与所述逆变器输入端连接， 所述逆变器输出端与所述地应力监测仪内部的所述应力 传感器、 所述压力传感器连接， 以及与所述无线电发射器、 小型抽气泵连接； 所述压力调节系统包括所述小型抽气泵、 泄压 阀及橡胶管； 所述小型抽气泵及泄压 阀 置于地面之上； 所述小 型抽气泵与所述泄压阀连接， 所述橡胶管一端连接所述泄压阀， 另一 端与所述 地应力监测仪所述金属外壳的顶部预留孔洞连接； 所述安装辅助系统包括手柄、 可伸缩空心金属管、 小型电磁铁、 开关、 小型蓄电瓶及安 装辅助系统电线； 所述可伸缩空心金属管一端连接所述手柄， 另一端连接所述小 型电磁铁； 所述安装辅助系统电线从所述空心金属管管内穿过； 所述小 型电磁铁通过所述安装辅助系 统电线与所述 开关及所述小型蓄电瓶连接 。 2.根据权利要求1所述一种连续监测岩体地应力 变化的装置， 其特征在于： 所述应力传 感器包括所述电线、 力敏电阻及所述 绝缘弹簧。 3.根据权利要求1所述一种连续监测岩体地应力 变化的装置， 其特征在于： 线缆包括所 述电线及所述信号线； 所述橡胶管外 部设置有 线缆支架。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217520634 U 2一种连续监测岩体地应力变化的装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及地应力监测技术领域， 具体为一种连续监测岩体地应力变化的装 置。 背景技术 [0002]原始岩体中天然赋存的应力称为地应力。 目前， 地震预报仍然是一个世界性的科 学难题， 对于 短、 临震的预报更是困难重重。 然而， 一次地震， 特别是一次较大的地震发生之 前都会出现一些异常现象， 比如地下流体异常、 次声波异常、 大地磁场异常、 地应力异常等 等。 地震的发生是地应力场变化的结果， 在众多前兆异常信息中， 地应力是最原始、 最重要 的， 因此， 开展岩体地应力的连续监测工作对地震的准确预报具有深远意义。 此外， 地应力 是引起铁道、 公路、 隧道、 油气开采等各种露天或地下岩石开挖工程变形和破坏的根本作用 力。 因此， 对岩 体地应力的连续监测在土木工程、 石油与天然气工程等领域同样具有重要意 义。 目前， 对岩 体地应力的监测主要存在以下问题， 监测装置结构复杂、 成本较高， 装置无法 大量布置； 装置不能自供能， 特别是在偏远山区， 无法实现岩体地应力的连续 监测。 发明内容 [0003]针对上述问题， 本实用新型提供一种连续监测岩体地应力变化的装置， 本装置通 过设置太阳能供电系统实现了监测装置的自供能， 使得布置在偏 远山区的监测装置可以连 续测量岩体地应力； 同时本装置中的地应力监测系统设计巧妙， 成本较低， 可实现装置的大 量布置， 同时本装置中加入了安装辅助系统， 能够使得装置的安放更加方便、 准确， 提高岩 体地应力连续 监测的精确度。 [0004]为实现上述目的， 本实用新型提供如下技 术方案： [0005]具体的， 本实用新型提供一种连续监测岩体地应力变化的装置， 其包括地应力监 测系统、 太阳能供电系统、 压力调节系统及安装辅助系统； 所述地应力监测系统包括无线电 发射器、 地应力监测仪及信号线， 所述无线电发射器置于地面之上， 所述地应力监测仪通过 所述安装辅助系统置于目标岩 体的钻孔底部； 所述地应力监测仪包括金属外壳、 金属支杆、 弧状支腿、 应力传感器、 金属圆柄、 金属筒壁、 橡胶密封圈、 压力传感器、 橡胶密封塞及限位 槽； 所述金属外壳的顶部设置有限位槽； 所述金属外壳的顶部预留孔洞处设置有所述橡胶 密封塞； 所述金属外壳左、 右两侧面各设置有一根所述金属支杆， 右侧的所述金属支杆两端 分别与所述弧状支腿及所述金属外壳固定连接， 左侧的所述金属支杆表面套有数个所述橡 胶密封圈， 其两端分别与所述弧状支腿及所述金属圆柄的一侧固定连接， 并穿过所述金属 筒壁进入所述地应力监测仪的内部； 所述金属圆柄的另一侧与所述应力传感器的绝缘弹簧 固定连接； 所述压力传感器固定于所述地应力监测仪内部的上表面； 所述无线电发射器与 所述应力传感器、 所述压力传感器通过所述信号线连接； 所述太阳能供电系统包括太阳能 板、 太阳能控制器、 蓄电池、 逆变器及电线； 所述太阳能板、 所述太阳能控制器、 所述蓄电池、 所述逆变器均置于地面之上； 所述太阳能控制器的输入端与太阳能板连接， 所述太阳能控说　明　书 1/4 页 3 CN 217520634 U 3