一种地下空间数据监控装置及监控系统

1.本发明涉及地下数据检测的技术领域，尤其是涉及一种地下空间数据监控装置及监控系统。


背景技术：

2.地下水是地质工程力学分析的必须考虑的力学因素之一。地下水在地质体里常以孔隙水、裂隙水和管道水方式存在。它既是一种内力，同时也以一种外力方式作用于地质体的分离体上。近几年，地铁漏水事件时有发生，严重危害了乘客的人身安全；因此，监控地铁是否漏水，对于乘客的安全来讲具有重大意义。
3.目前，公开日为2021年08月10日，公开号为cn213932752u的中国实用新型专利提出了一种城市地下空间洪水漫延监控预警装置，其包括浮板、触电针、内置电源以及警示灯，内置电源设置在浮板的上方，触电针连接在浮板上。在发生渗漏事件时，水的浮力会带动浮板浮起，进而使触电针与内置电源接通，如此内置电源便可控制警示灯报警，以提示工作人员或乘客发生了漏水事件。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为，上述方案只能在漏水已经发生后做出报警，而渗漏事件非常容易突然性的扩大，使得工作人员以及乘客还未来得及撤离，渗漏事件便已经造成了灾难性的危害，因此急需一种能够预测渗漏事件来临的监控系统。


技术实现要素：

5.为了能够预测渗漏事件是否来临，本发明提供一种地下空间数据监控装置及监控系统。
6.第一方面，本发明提供的一种地下空间数据监控装置，采用如下的技术方案：一种地下空间数据监控装置，包括外壳、检测机构以及密封机构，所述检测机构包括第一压力传感器，所述第一压力传感器通过所述密封机构连接在所述外壳内部，所述外壳上开设有第一透水孔。
7.通过采用上述技术方案，在使用时，将外壳安装在地铁的衬砌混凝土中，并使外壳开设有第一透水孔的一端伸入泥土中，如此泥土中的地下水便可通过第一透水孔流入外壳中，之后第一压力传感器便可检测到地下水的压力。由于该装置可以直接测得地下水的压力，当地下水的压力超标时，此时还未发生渗漏事件，监测人员可根据第一压力传感器显示的数据提前组织工作人员和乘客提前撤离，降低了因渗漏事件导致人员伤亡的概率。
8.可选的，所述第一透水孔设置在所述外壳的周面上，所述密封机构包括密封壳，所述密封壳同轴转动连接在所述外壳内部，所述密封壳的周面上开设有第二透水孔，所述第二透水孔可与所述第一透水孔连通，所述第一压力传感器设置在所述密封壳内部。
9.由于第一压力传感器为电气元件，在使用一端时间后，需要对第一压力传感器进行维护和更换，通过采用上述技术方案，在使用过程中，转动密封壳，使第一透水孔与第二透水孔连通，如此地下水面壳通过第一透水孔与第二透水孔渗透入密封壳内部，之后第一
压力传感器便可对地下水进行压力检测；在需要更换第一压力传感器时，再次主动密封壳，使第一透水孔与第二透水孔不再连通，之后便可卸下第一压力传感器，在卸下第一压力传感器时，地下水不易从密封壳中渗透至地铁站中，降低了拆卸更换第一压力传感器时的难度。
10.可选的，所述密封机构还包括限位耳，所述限位耳同轴固定连接在所述密封壳的外周面上，所述外壳上开设有限位槽，所述限位耳卡接在所述限位槽中。
11.通过采用上述技术方案，在拆卸更换第一压力传感器使，密封壳不易沿自身的轴向发生移动，如此密封壳不易从外壳中脱出，降低了地下水从外壳中直接渗漏至地铁站中的概率，降低了拆卸更换第一压力传感器时的难度。
12.可选的，所述检测机构还包括多个第一连通管，所述第一压力传感器设置有多个，所述第一连通管、所述第二透水孔以及所述第一压力传感器一一对应，所述第一连通管的一端与所述第二透水孔连通，所述第一压力传感器设置在所述第一连通管远离所述第二透水孔的一端。
13.由于地下水的流动方向是可以发生变化的，通过采用上述技术方案，地下水通过第一透水孔、第二透水孔以及第一连通管流动至第一压力传感器处，而不同的第一透水孔朝向不同的方向，如此第一压力传感器便可检测出哪个方向上地下水的压力增大，防控人员可根据第一压力传感器检测出的方向对地铁进行针对性的防控，降低了渗透事件发生的概率。
14.可选的，所述检测机构还包括第一膜片，所述第一膜片设置在所述第一连通管靠近所述第二透水孔的一端，所述第一连通管内填充有液体导压介质。
15.通过采用上述技术方案，地下水透过第一透水孔与第二透水孔后被第一膜片阻隔，之后第一膜片再将压力传递至液体导压介质上，所述液体导压介质再将压力传递至第一压力传感器上，如此第一压力传感器既可以检测地下水的压力，同时降低了地下水中的砂石进入第一连通管中堵塞第一连通管的概率，而且还降低了第一压力传感器被地下水中的砂石损伤的概率。
16.可选的，所述检测机构还包括支撑架以及螺杆，所述支撑架的外周面与所述密封壳的内周面抵接，所述螺杆转动连接在所述密封壳上，所述螺杆还与所述支撑架螺纹连接，所述第一连通管与所述支撑架连接。
17.第一膜片与地下水以及砂石直接接触，长时间使用后第一膜片具有破损泄漏的可能，通过采用上述技术方案，在拆卸与维护第一压力传感器时，维护人员还可将第一连通管从密封壳中取出，以维护或更换第一膜片，而且在支撑架的支撑作用下，第一连通管不易在地下水压的冲击作用下发生径向移动，降低了地下水从密封壳以及第一连通管之间发生泄漏的概率。
18.可选的，所述密封壳开设有所述第二透水孔的一端的直径小于远离开设有所述第二透水孔的一端的直径，所述支撑架靠近所述第二透水孔的一端的直径小于远离所述第一压力传感器的一端的直径。
19.通过采用上述技术方案，使用螺杆将支撑架安装在密封壳内后，支撑架的外周末与密封壳的内周面抵接，且在支撑架的压力作用下，密封壳发生变形，进而使密封壳的外周面抵紧在外壳的内周面上，如此进一步提高了密封壳与外壳之间的密封性，降低了地下水
从密封壳与外壳之间渗透的概率，也降低了地下水从密封壳与第一连通管之间泄漏的概率。
20.第二方面，本发明提供的一种地下空间数据监控系统，采用如下的技术方案：一种地下空间数据监控系统，包括：主控模块、报警模块以及如第一方面所述的地下空间数据监控装置，所述第一压力传感器与所述主控模块电信号连接，报警模块，输入端与主控模块的输出端连接，用于发出警报信号。
21.通过采用上述技术方案，第一压力传感器将信号输入至主控模块后，主控模块对信号进行分析，若地下水的压力超过了预定值，主控模块控制报警模块报警，进而使地铁站的组织人员提前组织工作人员和乘客提前撤离，降低因渗漏事件导致人员伤亡的概率。
22.可选的，还包括补偿模块，补偿模块，输入端与第一压力传感器连接，输出端与主控模块连接，用于补偿压力信号。
23.由于连接管靠近第二透水孔的一端设置有第一膜片，地下水在挤压第一膜片时可使第一膜片发生变形，第一膜片的形变会产生弹力，进而使第一压力传感器检测的信号偏低，通过采用上述技术方案，补偿模块对第一膜片发生形变而减弱的压力进行补偿，使主控模块得到的压力值更接近于地下水的实际压力值，以降低不能提前预测渗透的概率。
24.可选的，还包括第一传输模块、第二传输模块以及显示模块，第一传输模块，输入端与补偿模块的输出端连接，输出端与主控模块的输入端连接，用于远程向主控模块输送压力信号；第二传输模块，输入端与主控模块的输出端连接，输出端与报警模块的输入端连接，用于远程向报警模块输送报警信号；显示模块，输入端与主控模块的输出端连接，用于显示报警信息。
25.通过采用上述技术方案，主控模块可以设置在抢险防控中心，如此显示模块可直接对抢险防控中心的抢险人员展示即将发生渗漏事故的发生地，以便于抢险人员在渗漏事件发生前进行补救，以降低渗漏事件发生的概率。
26.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.通过检测机构的设置，可以直接测得地下水的压力，当地下水的压力超标时，此时还未发生渗漏事件，监测人员可根据第一压力传感器显示的数据提前组织工作人员和乘客提前撤离，降低了因渗漏事件导致人员伤亡的概率。
27.2.通过密封机构的设置，在需要更换第一压力传感器时，密封机构可以对外壳上的第一透水孔进行密封，在卸下第一压力传感器时，地下水不易从密封壳中渗透至地铁站中，降低了拆卸更换第一压力传感器时的难度。
28.3.通过监控系统的设置，可直接对抢险防控中心的抢险人员展示即将发生渗漏事故的发生地，以便于抢险人员在渗漏事件发生前进行补救，以降低渗漏事件发生的概率。
附图说明
29.图1是本技术实施例监控装置的整体结构示意图；图2是图1中a-a的剖视示意图；
图3是图2中c部分的放大示意图；图4是图1中b-b的剖视示意图；图5是图3中d部分的放大示意图；图6是本技术实施例监控系统的系统图。
30.附图标记说明：100、外壳；110、插入段；111、第一透水孔；112、第四透水孔；120、限位段；121、限位槽；200、密封机构；210、密封壳；211、第二透水孔；212、第五透水孔；220、密封垫片；221、第三透水孔；222、第六透水孔；230、限位耳；240、端盖；300、检测机构；310、支撑架；311、变形槽；312、放置槽；313、卡槽；320、螺杆；330、第一连通管；331、卡块；332、第一抵接片；340、第二连通管；341、第二抵接片；350、第一压力传感器；360、第二压力传感器；370、第一膜片；380、第二膜片。
具体实施方式
31.以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种地下空间数据监控系统，参照图1，地下空间数据监控系统包括监控装置，监控装置包括外壳100、用于检测地下水压力信号的检测机构300以及用于密封外壳100的密封机构200。
33.参照图2至图5，外壳100包括插入段110以及限位段120，插入段110上开设有供地下水穿过的第一透水孔111以及第四透水孔112，第一透水孔111开设在插入段110的外周面上，第一透水孔111设置有多个，多个第一透水孔111在插入段110的周向上均布设置；第四透水孔112开设在插入段110的端面上，且第四透水孔112呈偏心设置。
34.参照图2至图5，密封机构200包括密封壳210以及密封垫片220，密封壳210上开设有第二透水孔211以及第五透水孔212，第二透水孔211开设在密封壳210的外周面上，第二透水孔211的数量与第一透水孔111的数量相同，一个第二透水孔211与一个第一透水孔111对应。第五透水孔212开设在密封壳210的端面上，且第五透水孔212与第四透水孔112对应。
35.参照图2至图5，密封垫片220套设在密封壳210上，密封垫片220上开设有第三透水孔221以及第六透水孔222，第三透水孔221开设在密封垫片220的外周面上，且第三透水孔221的数量与第二透水孔211的数量相同，一个第三透水孔221与一个第二透水孔211对应。第六透水孔222开设在密封垫片220的端面上，且第六通孔与第五通孔对应。
36.将密封壳210穿设在插入段110内后，密封垫片220与插入段110的内周面抵接；之后转动密封壳210便可使第一透水孔111、第三透水孔221以及第二透水孔211依次连通，并使第四透水孔112、第六透水孔222、第五透水孔212依次连通；之后继续转动密封壳210便可使密封垫片220罩设在第一透水孔111以及第四透水孔112上，如此第一透水孔111便无法与第三透水孔221连通，第四透水孔112无法与第六透水孔222连通。
37.参照图2，限位段120上开设有限位槽121，密封壳210的外周面上同轴一体成型有限位耳230，限位耳230嵌设在限位槽121中，限位段120通过法兰以及螺栓同轴连接在插入段110上，使限位耳230轴向的一端与插入段110抵接，另一端与限位槽121的槽底抵接，如此密封壳210便不易沿自身的轴向与插入段110发生相对移动。
38.参照图2至图5，检测机构300还包括支撑架310、螺杆320、第二连通管340以及多个第一连通管330，螺杆320转动连接在密封壳210上，且螺杆320呈偏心设置；支撑架310同轴
穿设在密封壳210内，且支撑架310与螺杆320螺纹连接。支撑架310上开设有多个变形槽311，变形槽311的数量与第一透水孔111的数量相同，且变形槽311在支撑架310的周向上均布设置。支撑架310上还开设有多个放置槽312，放置槽312的数量与变形槽311的数量相同，且放置槽312与变形槽311呈交错设置。
39.参照图2至图5，第一连通管330的数量与第二透水孔211的数量相同，第一连通管330、第二透水孔211以及放置槽312一一对应；放置槽312的槽底开设有卡槽313，第一连通管330上焊接或一体成型有卡块331，卡块331卡接在卡槽313中。第一连通管330的端部焊有第一抵接片332，第一抵接片332呈弧形设置，第一抵接片332的内周面与支撑架310的外周面抵接，第一抵接片332的外周面与密封壳210的内周面抵接。密封壳210开设有第二透水孔211的一端的内径小于远离开设有第二透水孔211的一端的内径，第一抵接片332、支撑架310与密封壳210适配。第二连通管340卡接在支撑架310上，第二连通管340的端部焊接有第二抵接片341，第二抵接片341与密封壳210的端面抵接。
40.将支撑架310穿设在密封壳210内后，第一抵接片332与密封壳210的内周面抵接，且第一连通管330与第二透水孔211连通；第二抵接片341与密封壳210的端面抵接，且第二连通管340与第五透水孔212连通。之后继续转动螺杆320，使支撑架310朝第五透水孔212的方向移动，在支撑架310的支撑作用下，第一抵接片332推动密封壳210发生形变，密封壳210与第一抵接片332抵接的部位向外突出，不与第一抵接片332抵接的部位向内凹陷，进而提高了密封壳210与外壳100之间的密封性能。
41.参照图3及图5，检测机构300还包括第一膜片370、第二膜片380、第一压力传感器350以及第二压力传感器360，第一膜片370设置在第一连通管330的内部，且设置在第一连通管330靠近第二透水孔211的一端，第一压力传感器350通过螺钉固定连接在第一连通管330远离第二透水孔211的一端，第一膜片370与第一压力传感器350之间填充有液体导压介质。第二膜片380设置在第二连通管340的内部，且设置在第二连通管340靠近第五透水孔212的一端，第二压力传感器360通过螺钉固定连接在第二连通管340远离第二透水孔211的一端，第二膜片380与第二压力传感器360之间也填充有液体导压介质。
42.在对地下水压力进行检测时，插入段110插入到地下土层中，如此地下水从第一透水孔111、第三透水孔221以及第二透水孔211中析出，进而挤压第一膜片370，第一膜片370通过液体导压介质将压力传递至第一压力传感器350；地下水还可从第四透水孔112、第六透水孔222以及第五透水孔212中析出，进而挤压第二膜片380，第二膜片380通过液体导压介质将压力传递至第二压力传感器360。如此便可对地下水的压力进行检测，而且可以检测到地下水压力传递的方向。
43.参照图2，密封机构200还包括端盖240，端盖240通过螺栓固定连接在限位段120远离插入段110的一端面上。
44.参照图6，监控系统还包括主控模块，报警模块，用于发出警报信号；补偿模块，输入端与第一压力传感器350、第二压力传感器360的输出端连接，用于补偿压力信号；第一传输模块，输入端与补偿模块的输出端连接，输出端与主控模块的输入端连接，用于远程向主控模块输送压力信号；
第二传输模块，输入端与主控模块的输出端连接，输出端与警报模块的输入端连接，用于远程向报警模块输送报警信号；显示模块，输入端与主控模块的输出端连接，用于显示报警信息。
45.第一压力传感器350与第二压力传感器360检测到地下水的压力后，补偿模块对第一膜片370、第二膜片380发生形变而减弱的压力进行补偿，使主控模块得到的压力值更接近于地下水的实际压力值。而主控模块以及显示模块可以设置在抢险防控中心，通过第一传输模块的信号传输后，主控模块便可获得地下水的实际压力值，若地下水的压力超标，显示模块可直接对抢险防控中心的抢险人员展示即将发生渗漏事故的发生地，抢险防控中心便可派遣抢险人员在渗漏事件发生前进行补救，以降低渗漏事件发生的概率。同时，第二传输模块将报警信号传输至报警模块，报警模块发出警报信号，进而使地铁站的组织人员提前组织工作人员和乘客提前撤离，降低因渗漏事件导致人员伤亡的概率。
46.本技术实施例地下空间数据监控装置及监控系统的实施原理为：在检测地下水的压力值时，第一透水孔111、第三透水孔221、第二透水孔211依次连通，如此地下水从第一透水孔111、第三透水孔221以及第二透水孔211中析出，进而挤压第一膜片370，第一膜片370通过液体导压介质将压力传递至第一压力传感器350，使第一压力传感器350检测到外壳100四周的地下水的压力值；第四透水孔112、第六透水孔222、第五透水孔212依次连通，如此地下水还可从第四透水孔112、第六透水孔222以及第五透水孔212中析出，进而挤压第二膜片380，第二膜片380通过液体导压介质将压力传递至第二压力传感器360，使第二压力传感器360检测到外壳100正对处的地下水的压力值。
47.第一压力传感器350与第二压力传感器360检测到地下水的压力后，补偿模块对第一膜片370、第二膜片380发生形变而减弱的压力进行补偿，使主控模块得到的压力值更接近于地下水的实际压力值。而主控模块以及显示模块可以设置在抢险防控中心，通过第一传输模块的信号传输后，主控模块便可获得地下水的实际压力值，若地下水的压力超标，显示模块可直接对抢险防控中心的抢险人员展示即将发生渗漏事故的发生地，抢险防控中心便可派遣抢险人员在渗漏事件发生前进行补救，以降低渗漏事件发生的概率。同时，第二传输模块将报警信号传输至报警模块，报警模块发出警报信号，进而使地铁站的组织人员提前组织工作人员和乘客提前撤离，降低因渗漏事件导致人员伤亡的概率。
48.在维护第一压力传感器350以及第二压力传感器360时，先将端盖240卸下，之后转动螺杆320，使支撑架310不再抵紧密封壳210的外周面，之后转动密封壳210，使第一透水孔111不再与第三透水孔221连通，第四透水孔112不再与第六透水孔222连通，以减小地下水渗透至地跌站中的概率；之后便可抽出支撑架310，并对第一压力传感器350、第二压力传感器360、第一膜片370以及第二膜片380进行维护或者更换。
49.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。