一种深层土壤相对滑移的监测装置及方法
阅读说明：本技术 一种深层土壤相对滑移的监测装置及方法 (Device and method for monitoring relative slippage of deep soil ) 是由 刘妙群 周俊华 熊用 吴勇生 雷孟飞 赵莉 于 2021-02-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种深层土壤相对滑移的监测装置,包括探测部分、转接部分、转换部分和处理部分；探测部分设置于监测土壤中并随监测土壤进行位移,探测部分通过转接部分连接转换部分,通过转换部分将探测部分的位移量转换为对应的电信号,处理部分与转换部分连接并用于将电信号转换为监测土壤的滑移量和滑移方向角；通过纯机械结构来探测深层土壤相对于表面土壤的滑移方位角及滑移量,解决现有的将传感器电路部分深埋于土壤内部带来的设备寿命有限、故障率高的问题。本发明还提供了一种使用上述监测装置获得监测土壤滑移量和滑移方向角的方法,通过两组电容器极板计算出滑块的实际坐标,转化为极坐标可直观的获得土壤的实际滑移量和滑移方向角。(The invention provides a device for monitoring relative slippage of deep soil, which comprises a detection part, a switching part, a conversion part and a processing part, wherein the detection part is used for detecting the relative slippage of deep soil; the detection part is arranged in the monitored soil and moves along with the monitored soil, the detection part is connected with the conversion part through the switching part, the displacement of the detection part is converted into corresponding electric signals through the conversion part, and the processing part is connected with the conversion part and is used for converting the electric signals into the slippage and the slippage direction angle of the monitored soil; the device detects the sliding azimuth angle and the sliding quantity of deep soil relative to surface soil through a pure mechanical structure, and solves the problems of limited service life and high failure rate of the existing device caused by deeply burying a sensor circuit part in the soil. The invention also provides a method for obtaining the soil slippage and the slippage direction angle by using the monitoring device, the actual coordinate of the sliding block is calculated by two groups of capacitor pole plates and converted into the polar coordinate, and the actual slippage and the slippage direction angle of the soil can be visually obtained.)
技术领域
本发明涉及地质灾害监测技术领域，具体涉及一种深层土壤相对滑移的监测装置及方法。
背景技术
边坡滑坡是一种非常严重的地质灾害，常常会给人民群众带来非常大的生命财产损失；为防止边坡滑坡现象的产生，实时监测边坡体的状态是一种非常有效且必要的做法；当前对边坡的实时监测分为两种类型，分别是表面土壤的滑移监测和深层土壤的滑移监测（地面以下即为深层土壤，根据监测的需求不同监测的深度也不同，通常实际工程监测中深度范围从零至几十米均有），表面土壤滑移监测由于处于表层，通常比较容易，比如可以通过在表面土壤布置北斗位移监测站即可以很方便且高精度的监测其滑移趋势；而深层土壤滑移的监测相对来说比较困难，当前常用的技术方案为，在滑坡体上钻探测孔，然后安装一组深层位移测量传感器，通过土壤滑移后会带动位移传感器倾斜来反推出滑移方位角及滑移值；
对于通过钻探测孔布设一组深层位移传感器来测量深层土壤的滑移方法有如下几个方面的缺点：
一是传感器的主要部分完全埋在土壤内部，长期经受腐蚀容易出现线路故障，引起传感器的失效；
二是深层位移传感器造价较高，每次均成组使用，且需要钻较深的探测孔（一般钻至岩层处），采用该种方案监测边坡滑移情况的工程造价非常高；
三是当组内出现个别传感器失效后会影响同组其他传感器的正常使用，往往出现一个传感器失效后，整个探测孔内所有传感器均无法正常使用的后果；
另外，申请号为201920732282.2的中国专利公开了一种基于电容器的测土体变形观测装置，该方案主要是基于电容变化来测量土壤的竖直方向沉降的绝对值，但是由于该方案将整个装置埋于土体内部，而电容器的电容计算公式为C=εS/d，其中介电常数ε与环境关系很大，两极板间的空气含水率、温湿度、电荷变化等等都会引起ε的变化，而土壤内部的环境非常恶劣，湿度变化较大，雨水浸泡等情况严重，所以对ε的影响也很大，容易导致测量结果不准确。此外，该方案是用于测量土壤竖直方向的沉降，对于土壤的滑移以及滑移方向角无法进行测量，因此该方案并不能用于深层土壤滑移的监测。
综上所述，急需一种深层土壤相对滑移的监测装置及方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种深层土壤相对滑移的监测装置，旨在解决现有技术对于深层土壤滑移存在的问题，具体技术方案如下：
一种深层土壤相对滑移的监测装置，包括探测部分、转接部分、转换部分和处理部分；所述探测部分设置于监测土壤中并随监测土壤进行位移，所述探测部分通过转接部分连接转换部分，通过转换部分将探测部分的位移量转换为对应的电信号，所述处理部分与转换部分连接并用于将电信号转换为监测土壤的滑移量和滑移方向角；
所述转换部分包括滑块、相对设置的第一电容器动极板和第一电容器定极板以及相对设置的第二电容器动极板和第二电容器定极板，所述滑块与转接部分连接且由转接部分驱动滑块在第一方向和第二方向上运动；所述第一电容器动极板跟随滑块在第一方向上运动，所述第二电容器动极板跟随滑块在第二方向上运动，从而实现改变第一电容器动极板和第一电容器定极板间以及第二电容器动极板和第二电容器定极板间的距离，从而将探测部分的位移量转换为两组电容值。
以上技术方案中优选的，所述转换部分还包括第二滑动轴、第二基轴、第一基轴和第一滑动轴，两件第二基轴和两件第一基轴间隔设置且依次连接构成方形框架，所述第二滑动轴的两端分别与第二基轴滑动连接，所述第一滑动轴的两端分别与第一基轴滑动连接；
所述第二滑动轴和第一滑动轴均与滑块可滑动连接，实现滑块沿第一方向和第二方向滑动；所述第一电容器动极板设置于第一滑动轴的端部，所述第二电容器动极板设置于第二滑动轴的端部，所述第一电容器定极板和第二电容器定极板均固定设置于方形框架上。
以上技术方案中优选的，还包括盒体和顶盖，所述顶盖设置于盒体的上开口处；所述转换部分设置于所述顶盖的下表面上；所述第一基轴与第二基轴的端部均设置于安装柱上，所述第一电容器定极板和第二电容器定极板均固定设置于安装柱上，所述安装柱设置于所述顶盖的下表面上。
以上技术方案中优选的，所述转接部分设置于盒体内，所述转接部分包括连接杆、第一活动万向节、固定万向节、比例杆以及第二活动万向节，所述连接杆上设有球形凸起，所述盒体的下面板上设有底座且所述底座上设有与球形凸起相匹配的型腔，所述连接杆贯穿盒体的下面板及底座设置且连接杆通过球形凸起活动设置于型腔中；所述固定万向节设置于盒体的侧壁上，所述比例杆的杆身与固定万向节活动连接，所述比例杆的一端通过第一活动万向节与连接杆的端部连接，所述比例杆的另一端通过第二活动万向节与滑块下方的滑杆活动连接。
以上技术方案中优选的，所述固定万向节通过固定杆设置于盒体的侧壁上，所述固定万向节中的中部套筒滑动套设于比例杆的杆身上；所述第二活动万向节中的套筒拨叉滑动套设于滑杆上。
以上技术方案中优选的，所述比例杆靠近滑杆的一端设有开放式的避让腔，所述避让腔用于容纳滑杆防止滑杆与比例杆产生干涉。
以上技术方案中优选的，所述探测部分包括探测板、探测杆和至少一件延长杆，所述探测杆连接探测板和延长杆，所述探测部分通过延长杆与连接杆连接；
多件延长杆之间首尾相接，所述延长杆包括至少两种长度规格，通过改变延长杆的数量和/或长度规格实现对不同深度的土壤进行监测；
所述探测板为两片探测基板构成的十字交叉结构。
以上技术方案中优选的，所述监测装置对土壤的滑移量先进行放大后进行缩小；为球形凸起中心到探测板中心的距离，为球形凸起中心到第一活动万向节旋转中心的距离，为固定万向节旋转中心到球形凸起中心的距离，为比例杆的总长，、、和的取值满足以下要求：
。
以上技术方案中优选的，所述处理部分包括电路板、开关、天线和蓄电池，所述电路板用于测量电容值，所述天线与电路板连接用于与外界通讯，所述蓄电池用于对电路板供电，所述开关用于控制蓄电池与电路板之间的通断。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
（1）本发明的深层土壤相对滑移的监测装置，探测部分包括探测板和探测杆，通过纯机械结构来探测深层土壤相对于表面土壤的滑移方位角及滑移量，解决了现有的将传感器电路部分深埋于土壤内部带来的设备寿命有限、故障率高的问题；通过探测杆来感知土壤的滑移情况，相比于现有的需要成组使用的基于传感器倾角变化来感知土壤滑移情况的方法，可以减小钻较深探测孔需要的工程费用，同时也规避了成组使用传感器过程中容易发生的单个传感器故障影响整组传感器使用的情况发生。
（2）本发明的深层土壤相对滑移的监测装置，通过滑块将探测部分的位移转化为对应的电容值，电容器定极板与电容器动极板之间的距离变动，电容值也随之变化，通过测量电容值的变化情况则可以计算出滑块滑动的距离从而定位滑块的位置，继而得出探测部分探测到的土壤运动情况；利用电容值变化推算出土壤的实际滑移情况，该方式可以获得较高的监测精度，技术成熟，稳定性好；设置两组电容器极板可以实现全方位的监测土壤的滑移情况，得出实际的滑移量以及滑移方向角。
（3）本发明的深层土壤相对滑移的监测装置，将电容测量设备布置于土体表面，环境情况相对较优且可控，测量结果比较稳定；另外在测量滑移角度时，采用的是两个电容值的比值，由于同样工作环境下第一方向和第二方向的介电常数ε变化会保持一致，所以导致的电容值变化刚好可以相互抵消，相对于申请号为201920732282.2的中国专利避免了介电常数受环境影响导致测量结果不准确的问题。
（4）本发明的深层土壤相对滑移的监测装置，所述转换部分设置于顶盖上便于对装置进行拆卸和维护，通过合理的维护可以大大延长装置的使用寿命；探测杆和连接杆之间还设有至少一根延长杆，通过改变延长杆的数量和/或长度规格实现对不同深度的土壤进行监测，适应性好；所述探测板为两片探测基板构成的十字交叉结构，通过较大的接触面积和较轻的重量来探测土壤的运动，能够随着土壤的移动而移动，准确反映出土壤的运动情况。
（5）本发明的深层土壤相对滑移的监测装置，兼顾在土壤滑移的初期对滑移值进行放大，以满足探测灵敏度的需求；以及在土壤滑移末期对滑移值进行缩小，以满足尽可能扩大探测量程的需求。
本发明还提供了一种使用上述监测装置获得监测土壤滑移量和滑移方向角的方法，具体方法如下：
将监测装置的盒体设置于表面土壤上，并将盒体的四个面与东南西北的方位相对应，将探测板埋设于监测土壤中；
以方形框架的中心点O为坐标原点建立坐标系，第一方向指向东方向，即轴；第二方向指向北方向，即轴；
取第一基轴和第二基轴的长度为，第一电容器定极板与第一电容器动极板间以及第二电容器定极板与第二电容器动极板间的正对面积为，为两极板间介质的介电常数，为第一电容器动极板与第一电容器定极板间的距离，为第一电容器动极板与第一电容器定极板间的电容值；为第二电容器定极板和第二电容器动极板间的距离，为第二电容器定极板和第二电容器动极板间的电容值；
设某一时刻滑块移动到P点，测得两个电容的电容值分别为和；则由电容计算式可知：
，
，
所以P点坐标：
，
，
为便于计算方位角，将直角坐标系转换到极坐标系，则P转换到P，
；
，；
为监测的感知位移，当=0时，若为正数，则=90°，若为负，则=270°；
所以在极坐标系中：
为0°对应土壤滑移方位角为正东向；
为90°对应土壤滑移方位角为正北向；
为180°对应土壤滑移方位角为正西向；
为270°对应土壤滑移方位角为正南向；
为0°~90°之间对应土壤滑移方位角为东北向；
为90°~180°之间对应土壤滑移方位角为西北向；
为180°~270°之间对应土壤滑移方位角为西南向；
为270°~0°之间对应土壤滑移方位角为东南向；
监测土壤滑移量为：，为放大系数；
其中，为监测土壤滑移量，为球形凸起中心到探测板中心的距离，为球形凸起中心到第一活动万向节旋转中心的距离，为固定万向节旋转中心到球形凸起中心的距离，为比例杆的总长，为某一时刻探测部分在土壤滑动带动下与铅垂方向的探测角度。
该方法通过两组电容器极板计算出滑块的实际坐标，转化为极坐标即可直观的获得土壤的实际滑移量和滑移方向角，方便及时了解监测情况。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是监测装置的整体结构图；
图2是监测装置的第一应用状态（土壤未滑移）示意图；
图3是监测装置的第二应用状态（土壤发生滑移）示意图；
图4是监测装置的盒体内部剖视图；
图5是转换部分的工作原理图；
图6是监测装置实现土壤滑移量传递的原理图；
图7是实施例1中放大系数与探测角度之间的对应曲线关系图；
图8是实施例1中感知位移和实际位移与探测杆倾角之间的关联曲线图；
其中，1.1-探测板、1.2-探测杆、1.3-延长杆、2.1-连接杆、2.2-球形凸起、2.3-底座、2.4-第一活动万向节、2.5-半球形凸起、2.6-固定万向节、2.7-固定杆、2.8-中部套筒、2.9-比例杆、2.10-避让腔、2.11-第二活动万向节、2.12-套筒拨叉、3.1-滑杆、3.2-第二滑动轴、3.3-第二基轴、3.4-第一基轴、3.5-安装柱、3.6-安装螺栓、3.7-第一滑动轴、3.8-滑块、3.9-第一电容器动极板、3.10-第一电容器定极板、3.11-第二电容器动极板、3.12-第二电容器定极板、4.1-电路板、4.2-开关、4.3-天线、4.4-蓄电池、4.5-天线接口、5.1-挂耳、5.2-腰形槽、5.3-盒体、5.4-顶盖、6.1-监测土壤、6.2-表层土壤。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1-8，一种深层土壤相对滑移的监测装置，包括探测部分、转接部分、转换部分和处理部分；所述探测部分设置于监测土壤6.1中并随监测土壤6.1进行位移，所述探测部分通过转接部分连接转换部分，通过转换部分将探测部分的位移量转换为对应的电信号，所述处理部分与转换部分连接并用于将电信号转换为监测土壤6.1的滑移量和滑移方向角；通过探测部分和转接部分的配合实现对土壤的滑移量先进行放大后进行缩小。
参见图1-图5，所述转换部分包括滑块3.8、相对设置的第一电容器动极板3.9和第一电容器定极板3.10以及相对设置的第二电容器动极板3.11和第二电容器定极板3.12，所述滑块3.8与转接部分连接且由转接部分驱动滑块3.8在第一方向和第二方向上运动；所述第一方向和第二方向相互垂直；所述第一电容器动极板3.9跟随滑块3.8在第一方向上运动，所述第二电容器动极板3.11跟随滑块3.8在第二方向上运动，从而实现改变第一电容器动极板3.9和第一电容器定极板3.10间以及第二电容器动极板3.11和第二电容器定极板3.12间的距离，从而将探测部分的位移量转换为两组电容值。
电容器定极板与电容器动极板之间的距离变动，电容值也随之变化，通过测量电容值的变化情况则可以计算出滑块3.8滑动的距离从而定位滑块的位置，继而得出探测部分探测到的土壤运动情况。
参见图1和图5，所述转换部分还包括第二滑动轴3.2、第二基轴3.3、第一基轴3.4和第一滑动轴3.7，两件第二基轴3.3和两件第一基轴3.4间隔设置且依次连接构成方形框架，所述第二滑动轴3.2的两端分别与第二基轴3.3滑动连接，所述第一滑动轴3.7的两端分别与第一基轴3.4滑动连接；
所述第二滑动轴3.2和第一滑动轴3.7均与滑块3.8可滑动连接，实现滑块3.8沿第一方向和第二方向滑动；优选的，所述滑块上设有两个相互垂直的滑动孔，所述第一滑动轴和第二滑动轴分别穿过两个滑动孔设置。所述第一电容器动极板3.9设置于第一滑动轴3.7的端部，所述第二电容器动极板3.11设置于第二滑动轴3.2的端部，所述第一电容器定极板3.10和第二电容器定极板3.12均固定设置于方形框架上。
优选的，所述第一基轴、第二基轴、第一滑动轴和第二滑动轴表面均设有镀铬涂层，降低滑动摩擦；所述第一滑动轴和第二滑动轴的两端还设有滑套，通过滑套减小与第一基轴以及第二基轴间的摩擦力。
所述深层土壤相对滑移的监测装置还包括盒体5.3和顶盖5.4，所述顶盖5.4设置于盒体5.3的上开口处；所述转换部分设置于所述顶盖5.4的下表面上；所述第一基轴3.4与第二基轴3.3的端部均设置于安装柱3.5上，所述第一电容器定极板3.10和第二电容器定极板3.12均固定设置于安装柱3.5上，所述安装柱3.5设置于所述顶盖5.4的下表面上，优选的，所述安装柱3.5通过安装螺栓3.6可拆卸安装于顶盖5.4上，所述盒体与顶盖之间通过螺栓进行连接。
所述盒体为四方盒，所述第一基轴和第二基轴构成的方形框架中的四条边分别对应盒体的四个面。
所述转接部分设置于盒体5.3内，所述转接部分包括连接杆2.1、第一活动万向节2.4、固定万向节2.6、比例杆2.9以及第二活动万向节2.11，所述连接杆2.1上设有球形凸起2.2，所述盒体5.3的下面板上设有底座2.3且所述底座2.3上设有与球形凸起2.2相匹配的型腔，所述连接杆2.1贯穿盒体5.3的下面板及底座2.3设置且连接杆2.1通过球形凸起2.2活动设置于型腔中，所述球形凸起2.2与底座2.3构成球形铰链。
所述固定万向节2.6设置于盒体5.3的侧壁上，所述比例杆2.9的杆身与固定万向节2.6活动连接，所述比例杆2.9的一端通过第一活动万向节2.4与连接杆2.1的端部连接，所述比例杆2.9的另一端通过第二活动万向节2.11与滑块3.8下方的滑杆3.1活动连接。
参见图4，所述固定万向节2.6通过固定杆2.7设置于盒体5.3的侧壁上，所述固定万向节2.6中的中部套筒2.8滑动套设于比例杆2.9的杆身上；所述第二活动万向节2.11中的套筒拨叉2.12滑动套设于滑杆3.1上，所述中部套筒2.8和套筒拨叉2.12均可以360°自由转动。
所述比例杆2.9靠近第一活动万向节2.4的一端为半球形凸起2.5，所述半球形凸起2.5与第一活动万向节2.4配合实现比例杆相对于连接杆2.1自由转动。
参见图4，所述比例杆2.9靠近滑杆3.1的一端设有开放式的避让腔2.10，所述避让腔2.10用于容纳滑杆3.1防止滑杆3.1与比例杆2.9产生干涉，参见图2，图2中示意了滑杆位于避让腔中的情况。
所述探测部分包括探测板1.1、探测杆1.2和至少一件延长杆1.3，所述探测杆1.2连接探测板1.1和延长杆1.3，所述探测部分通过延长杆1.3与连接杆2.1连接，进而实现将探测部分测得的位移传递给转接部分。
多件延长杆1.3之间首尾相接，所述延长杆1.3包括至少两种长度规格，通过改变延长杆1.3的数量和/或长度规格实现对不同深度的土壤进行监测；
所述探测板1.1为两片探测基板构成的十字交叉结构，通过较大的接触面积和较轻的重量来探测土壤的运动，能够随着土壤的移动而移动，反映出土壤的运动情况。
优选的，所述探测杆与延长杆之间、相邻延长杆之间、延长杆与连接杆之间通过螺纹连接，优选的，所述探测杆、延长杆以及探测板采用复合轻质材料，例如碳纤维，能够耐土壤腐蚀，重量较轻。
所述处理部分包括电路板4.1、开关4.2、天线4.3和蓄电池4.4，所述电路板4.1用于测量电容值，所述天线4.3与电路板4.1连接用于与外界通讯，所述蓄电池4.4用于对电路板4.1供电，所述开关4.2用于控制蓄电池4.4与电路板4.1之间的通断。
优选的，所述电路板上设有测量电路、MCU控制器和NB模块，所述测量电路用于测量电容值，所述测量电路与两个电容器连接，测量电路具体结构请参见现有技术。MCU控制器则通过编制的程序将电容值转换成土壤的位移方位角及位移量；所述天线为NB天线，NB模块通过NB天线将MCU计算得到的数据发回服务器，可以远程查看现场的数据变化情况。
所述天线4.3设置于顶盖5.4的上表面，所述电路板4.1和蓄电池4.4均设置于盒体5.3的内部，所述开关4.2设置于盒体5.3的侧壁上，所述盒体5.3相对的一组外壁上均设有挂耳5.1。
优选的，所述盒体侧面还设有天线接口4.5，所述天线通过天线接口与电路板连接。
所述挂耳5.1上设有腰形槽5.2，所述腰形槽用于安装盒体。
上述监测装置获得监测土壤滑移量和滑移方向角的方法具体如下：
将监测装置的盒体5.3设置于表面土壤6.2上，并将盒体5.3的四个面与东南西北的方位相对应，将探测板1.1埋设于监测土壤6.1中；
以方形框架的中心点O为坐标原点建立坐标系，第一方向指向东方向，即轴；第二方向指向北方向，即轴，如图5所示；
取第一基轴3.4和第二基轴3.3的长度为，第一基轴和第二基轴的端部到轴或轴的距离均为，第一电容器定极板与第一电容器动极板间以及第二电容器定极板与第二电容器动极板间的正对面积为，为两极板间介质的介电常数，为第一电容器动极板与第一电容器定极板间的距离，为第一电容器动极板与第一电容器定极板间的电容值；为第二电容器定极板和第二电容器动极板间的距离，为第二电容器定极板和第二电容器动极板间的电容值；
设某一时刻滑块移动到P点，测得两个电容的电容值分别为和；则由电容计算式可知：
，
，
所以P点坐标：
，
，
为便于计算方位角，将直角坐标系转换到极坐标系，则P转换到P，
；
，；
为监测的感知位移（即滑块的运动位移），当=0时，若为正数，则=90°，若为负，则=270°；
所以在极坐标系中：
为0°对应土壤滑移方位角为正东向；
为90°对应土壤滑移方位角为正北向；
为180°对应土壤滑移方位角为正西向；
为270°对应土壤滑移方位角为正南向；
为0°~90°之间对应土壤滑移方位角为东北向；
为90°~180°之间对应土壤滑移方位角为西北向；
为180°~270°之间对应土壤滑移方位角为西南向；
为270°~0°之间对应土壤滑移方位角为东南向；
监测土壤滑移量为：，为放大系数；
其中，为监测土壤滑移量（即土壤的实际位移），为球形凸起中心到探测板中心的距离，为球形凸起中心到第一活动万向节旋转中心的距离，为固定万向节旋转中心到球形凸起中心的距离，为比例杆的总长，为某一时刻探测部分在土壤滑动带动下与铅垂方向的探测角度，如图6所示。
参见图6，以下对放大系数进行说明：
由相似三角形的比例关系可知：
式1），
式2），
由三角形余弦定理可知：
式3），
放大系数为：
式4），
联立上述式1）-式4）可得：
式5）；
另外，从结构设计及土壤滑移全过程易知，β的理论取值范围为0~90°（实际上无法达到90°）。由计算式5）易知，在β从0°至90°变化过程中是单调递减的，在β取0°时达到最大值，为了实现在土壤滑移的初期监测装置具备放大作用，所以在β等于0度时，需满足>1；在β取90°时达到最小值，为了实现在土壤滑移的末期监测装置具备缩小作用，所以在β等于90度时，需满足<1；即各参数在设计时需满足如下的关系：
式6），
式7），
式8），
根据式8）的条件，本实施例中优选的设计参数为：a=500mm，b=150mm，c=200mm，d=300mm；在、、和的取值确定的情况下，根据式5）取=1即可计算出装置对土壤滑移值放大和缩小之间的平衡点（即由放大过渡到缩小的过渡点）。
则根据上述计算式5），得到如图7所示的放大系数与探测角度β之间的对应曲线关系图，从曲线可知，随着探测角度的变大，放大系数呈缩小的趋势，并且在约15°之前，放大系数大于1为放大作用，在约15°之后放大系数小于1为缩小作用，满足了在土壤滑移的初期对滑移值进行放大，以满足探测灵敏度的需求；在土壤滑移末期对滑移值进行缩小，以满足尽可能扩大探测量程的需求。
在上述优选设计参数下，可以得到如图8所示的感知位移ρ和实际位移（实际位移即监测土壤滑移量）与探测杆倾角β之间的关联曲线图
将对应关系提前录入MCU控制器的程序内，就可以快速的根据感知位移值查找出对应的实际位移值；
需要注意的是，由于放大系数在越过平衡点后会从放大作用变为缩小作用，所以存在着同一个感知位移的值对应两个不同的探测杆倾角β，也即对应两个不同的实际位移值的情况；但是由于土壤的滑移方向是不断扩大的，不存在滑移过程中往回收的情况，所以在MCU控制器内通过程序的控制可以实现感知位移与实际位移的一一对应，进而可以实现连续监测。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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