一种管道地质灾害野外监测桩技术领域
本发明涉及长距离石油、天然气输送管道轴向应力应变的野外监测技术领
域，尤其是涉及一种管道地质灾害野外监测桩。
背景技术
现有技术中的野外监测设备一般是由前端采集设备(传感器)、太阳能供电
系统或风力发电系统、采集设备、无线传输设备、设备支架五大部分组成。在
野外无人值守状况下，野外监测装置能够完成对管道的远程监测。但是，由于
野外恶劣的环境，系统的供电不稳定，设备能耗问题成为一大问题；系统整体
体积较大，存在运输及安装困难的问题；地理环境及周边环境的差异，要求装
置的安装高度也有所不同，支架需要特殊定制，存在装置高度控制不灵活的问
题。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型的管道地质灾害野外监测桩，解决上述问
题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种管道地质灾害野外监测桩，包括太阳能供电模块、数据采集模块、无
线传输模块、连接管、监测桩外壳和背板；所述太阳能供电模块包括太阳能电
池板、蓄电池和太阳能控制器，所述太阳能电池板、所述蓄电池和所述太阳能
控制器相互之间连接；所述监测桩外壳包括顶板和后板，所述后板上加装所述
背板；
所述连接管的顶端设置所述监测桩外壳，所述顶板朝向阳方向倾斜设置，
所述顶板上设有嵌入槽，所述太阳能电池板通过所述嵌入槽直接嵌入固定到所
述顶板上；
所述数据采集模块、所述太阳能控制器、所述蓄电池和所述无线传输模块
均上下分层集中排布在所述背板上；所述背板安装在所述后板上，所述数据采
集模块、所述太阳能控制器、所述蓄电池和所述无线传输模块均位于所述监测
桩外壳之内并密封。
所述监测桩外壳为ABS工程塑料板制成。
所述连接管为标准连接管。
为满足实际工程的需要，结合长输油气管道自身的特点，考虑可以通过将
装置的供电、采集和传输三大系统集成，不仅减小了装置的体积，更便于运输
和安装；同时采用标准连接管材，灵活控制装置的高度。此外，设备集成后易
于进行安装维护，小体积的装置一定程度上也减小了被盗的风险。
本发明的有益效果可以总结如下：
1、性能好。本监测桩外壳采用ABS工程塑料板制成，具有良好的韧性、
强度及电气绝缘性。
2、防水防尘。本监测桩外壳采用焊接方式进行组装，后板安装后使用密
封胶密封，密封性能好；同时，后板加装背板，可以有效防止冷凝
水在功能模块表面附着。
3、运输方便。本监测桩整体尺寸：200*170*425(mm，长*宽*高，按最
宽位置测量)，体积小、重量轻，便于实际工程的运输和搬运。
4、维护方便。本监测桩的功能模块采用上下分层排布方式，集中安装在
监测桩的后板上，集成度高，结构简单，仅需拆卸后板进行维护。
5、灵活性强。底座采用标准连接管，支撑管材及配件采购方便。可以根
据施工地点的实际情况，采购标准连接管材，灵活调节监测桩的实
际高度。
6、能耗低。设备处于待机状态，在不进行数据的无线传输时，系统功耗
不足1W；无线传输进行时，最高能耗仅5W左右，降低了能量的消
耗。在太阳能连续无法正常供电的情况下，保证了设备正常工作的
周期。
7、成本低。首先，由于体积小、重量轻，装置的运输成本降低；其次，
支架无需特别定制加工，配件成本降低；太阳能电池板采用嵌入式，
减少了太阳能电池板安装固定的费用。
附图说明
图1为本发明中背板从监测桩外壳中拆出后的结构示意图。
图2为本发明中背板安装到监测桩外壳中后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以
下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述
的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示的一种管道地质灾害野外监测桩，包括太阳能供电模块、
数据采集模块1、无线传输模块2、连接管3、监测桩外壳和背板5；所述太阳
能供电模块包括太阳能电池板6、蓄电池8和太阳能控制器7，所述太阳能电池
板6、所述蓄电池8和所述太阳能控制器7相互之间连接；所述监测桩外壳包括
顶板和后板，所述后板上加装所述背板5；所述连接管3的顶端设置所述监测桩
外壳，所述顶板朝向阳方向倾斜设置，所述顶板上设有嵌入槽，所述太阳能电
池板6通过所述嵌入槽直接嵌入固定到所述顶板上；所述数据采集模块1、所述
太阳能控制器7、所述蓄电池8和所述无线传输模块2均上下分层集中排布在所
述背板5上；所述背板5安装在所述后板上，所述数据采集模块1、所述太阳能
控制器7、所述蓄电池8和所述无线传输模块2均位于所述监测桩外壳之内并密
封。
在更加优选的实施例中，所述监测桩外壳为ABS工程塑料板制成。所述连
接管3为标准连接管。
野外监测桩是集太阳能供电模块、数据采集模块1和无线传输模块2于一
体的野外监测设备，如图1所示。太阳能供电模块为设备提供电能，主要包括
太阳能电池板6、太阳能控制器7、电池(蓄电池8)三大部分。数据采集模块
1是设备的核心模块，采集模块通过监测桩底部连接管3与传感器输出线缆连接，
进行数据采集及保存，此外还为无线传输模块2供电。无线传输模块2主要是
将数据远程传输到客户端，以便分析处理。同时，可根据实际工程需要调节监
测桩高度。
本监测桩的特殊之处：本监测桩采集数据时的能耗不足1W，进行数据传输
时能耗为5W左右，属于低能耗野外监测设备，保证了设备在长期恶劣环境下能
够稳定工作；将太阳能电池板6直接嵌入到设备顶板上，减少了太阳能电池板6
支架的定制和安装工作；将功能模块采用上下分层集中排布的方式，大大减小
了设备的整体体积，同时将功能模块集中到后板上，便于后期的维护工作；底
部采用标准连接管3，配件采购方便，便于灵活调节监测桩的高度。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员
应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，
所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。