本申请涉及电子设备，尤其涉及一种低速滑坡位移传感器及滑坡位移实时监测预警系统。
背景技术：
1、滑坡灾害分布广、危害大，是发生最频繁的自然灾害之一。滑坡的表面变形位移监测对于分析滑坡危险程度和演变规律至关重要，有助于及时采取措施避免人员伤亡和经济损失。目前，滑坡孕育过程的科学监测和早期预警采用数量庞大的传感仪器布置于隐患点和灾害发生盲区，这会带来极高的能源供应问题以及安装实施成本。然而，滑坡的表面变形位移是以mm/d(毫米/天)为单位的超低速变形，滑坡表面大部分时间的日变形量在10mm以下，这要求传感器有较高的位移分辨力和量程，而现有的位移传感器在这种超低速工况下难以产生有效的传感信号。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种低速滑坡位移传感器及滑坡位移实时监测预警系统，以实现超低速滑坡位移测量。
2、一方面，本申请实施例提出了一种低速滑坡位移传感器，包括壳体、传动组件和发电组件。壳体内部具有容纳空间，传动组件和发电组件设置在壳体内部，壳体设置有连通壳体内部与外部的通孔。传动组件包括拉绳、卷筒和加速器，拉绳缠绕于卷筒上，且拉绳由通孔伸出壳体；卷筒与加速器的输入端连接，拉绳带动卷筒转动时，卷筒带动加速器的输入端转动。发电组件包括第一摩擦电极、第二摩擦电极、介质层和蓄力结构，第一摩擦电极固定连接在壳体内部；第二摩擦电极与加速器的输出端连接，第二摩擦电极与第一摩擦电极相向设置，第二摩擦电极在加速器的输出端的带动下能够相对第一摩擦电极转动；介质层固定连接在第二摩擦电极面向第一摩擦电极的一侧，且介质层与第一摩擦电极接触；蓄力结构固定连接在壳体内部，且蓄力结构与第二摩擦电极抵接，蓄力结构用于对第二摩擦电极的转动施加阻力，并在第二摩擦电极克服阻力时释放第二摩擦电极转动。
3、根据本申请实施例的一个方面，蓄力结构包括弹簧片，弹簧片的一端固定连接在壳体内部。第二摩擦电极背离第一摩擦电极的一侧固定连接有齿轮结构，齿轮结构能够随第二摩擦电极一并转动；弹簧片的另一端与齿轮结构的轮齿抵接。
4、根据本申请实施例的一个方面，壳体包括相连接的第一壳体和第二壳体，传动组件设置在第一壳体内部，且加速器的输出端延伸进入第二壳体内部；发电组件设置在第二壳体内部。
5、根据本申请实施例的一个方面，第一壳体内壁设置有卷筒限位槽和加速器限位槽，卷筒外壁套设有轴承，卷筒通过轴承与卷筒限位槽抵接；加速器位于加速器限位槽内。
6、根据本申请实施例的一个方面，第一壳体外壁设置有第一台阶结构和第二台阶结构。壳体外部设置有基底，基底的第一面固定连接有限位架，限位架设置有定位孔；基底的第一面还固定连接有第一支架，第一支架与限位架间隔设置，第一支架设置有第一固定孔。第一台阶结构连接在限位架的定位孔内，第二台阶结构连接在第一支架的第一固定孔内。
7、根据本申请实施例的一个方面，卷筒外壁套设有拉绳定位环，拉绳定位环具有拉绳定位槽；拉绳定位槽具有缺口，缺口处设置有拉绳固定孔，拉绳的一端固定在拉绳固定孔内，拉绳缠绕在拉绳定位槽内，拉绳的另一端由通孔伸出壳体。
8、根据本申请实施例的一个方面，第一摩擦电极包括pcb叉指电极，第二摩擦电极包括pcb光栅电极，pcb叉指电极的电极对数与pcb光栅电极的电极数目相同，pcb叉指电极的单个电极的宽度与pcb光栅电极的单个电极的宽度相同。
9、根据本申请实施例的一个方面，第一摩擦电极还包括第一固定环，第一固定环与第一壳体的第二台阶结构端部固定连接，pcb叉指电极固定连接在第一固定环上。第二摩擦电极还包括第二固定环，pcb光栅电极固定连接在第二固定环上，pcb光栅电极通过同轴设置的轴承结构套接在加速器的输出端上。
10、根据本申请实施例的一个方面，第一摩擦电极背离第二摩擦电极的一侧设置有第一磁性件，第二摩擦电极背离第一摩擦电极的一侧设置有第二磁性件。
11、另一方面，本申请实施例提出了一种滑坡位移实时监测预警系统，包括单片机、显示器以及如前述的低速滑坡位移传感器，低速滑坡位移传感器与单片机电连接，显示器与单片机电连接。
12、本申请实施例提供的低速滑坡位移传感器，滑坡的表面变形位移等外界位移激励通过拉绳输入时，卷筒在拉绳作用下发生转动，将位移信息转换为角度信息，角度信息经加速器放大后传递到第二摩擦电极，第二摩擦电极在蓄力结构的阻挡作用下间歇式转动，使固定在第二摩擦电极上的介质层和第一摩擦电极之间产生相对转动，由于摩擦起电或接触起电原理，介质层和第一摩擦电极产生相反电荷，实际应用时，第一摩擦电极分别接于外接负载两端，在静电平衡的作用下实现电荷转移，从而在外部产生可反映拉绳相对位移变化的交流电信号。蓄力结构可以实现极低速位移输入速度下的实时反馈，通过加速器将输入的信号信息放大，有效地降低传感器的启动速度，提高传感器位移监测的分辨力，实现超低速滑坡位移测量。
1.一种低速滑坡位移传感器，其特征在于，包括壳体、传动组件和发电组件；
2.根据权利要求1所述的低速滑坡位移传感器，其特征在于，所述蓄力结构包括弹簧片，所述弹簧片的一端固定连接在所述壳体内部；
3.根据权利要求1所述的低速滑坡位移传感器，其特征在于，所述壳体包括相连接的第一壳体和第二壳体，所述传动组件设置在所述第一壳体内部，且所述加速器的输出端延伸进入所述第二壳体内部；所述发电组件设置在所述第二壳体内部。
4.根据权利要求3所述的低速滑坡位移传感器，其特征在于，所述第一壳体内壁设置有卷筒限位槽和加速器限位槽，所述卷筒外壁套设有轴承，所述卷筒通过所述轴承与所述卷筒限位槽抵接；所述加速器位于所述加速器限位槽内。
5.根据权利要求3所述的低速滑坡位移传感器，其特征在于，所述第一壳体外壁设置有第一台阶结构和第二台阶结构；
6.根据权利要求1所述的低速滑坡位移传感器，其特征在于，所述卷筒外壁套设有拉绳定位环，所述拉绳定位环具有拉绳定位槽；所述拉绳定位槽具有缺口，所述缺口处设置有拉绳固定孔，所述拉绳的一端固定在所述拉绳固定孔内，所述拉绳缠绕在所述拉绳定位槽内，所述拉绳的另一端由所述通孔伸出所述壳体。
7.根据权利要求5所述的低速滑坡位移传感器，其特征在于，所述第一摩擦电极包括pcb叉指电极，所述第二摩擦电极包括pcb光栅电极，所述pcb叉指电极的电极对数与所述pcb光栅电极的电极数目相同，所述pcb叉指电极的单个电极的宽度与所述pcb光栅电极的单个电极的宽度相同。
8.根据权利要求7所述的低速滑坡位移传感器，其特征在于，所述第一摩擦电极还包括第一固定环，所述第一固定环与所述第一壳体的第二台阶结构端部固定连接，所述pcb叉指电极固定连接在所述第一固定环上；
9.根据权利要求1至8任一项所述的低速滑坡位移传感器，其特征在于，所述第一摩擦电极背离所述第二摩擦电极的一侧设置有第一磁性件，所述第二摩擦电极背离所述第一摩擦电极的一侧设置有第二磁性件。
10.一种滑坡位移实时监测预警系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的低速滑坡位移传感器，还包括单片机和显示器；所述低速滑坡位移传感器与所述单片机电连接，所述显示器与所述单片机电连接。
