[發明專利]一種光纖光柵水土界面傳感探頭的標定裝置及其標定方法

有效

• 申請號: 201310216041.X
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN103308124A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 方海東;丁勇;王仙美;翟劍峰
• 申請（專利權）人: 江蘇省交通規劃設計院股份有限公司
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;郭曉敏

1.一種光纖光柵水土界面傳感探頭的標定裝置，其特征在于，包括水壓力標定裝置和水土壓力標定裝置，其中，

所述的水壓力標定裝置包括第一透明水箱、第一標尺、第一傳感探頭和支座，所述的第一透明水箱具有U形結構，其底部中間設置有第一孔洞，所述的第一標尺豎直設置在第一透明水箱的一側內壁上，而所述的第一傳感探頭則嵌入所述的第一透明水箱底部的第一孔洞內，所述的支座架設在第一透明水箱底部外端的兩側；

而所述的水土壓力標定裝置則包括第二透明水箱、第二標尺、第二傳感探頭和隔板，所述的第二透明水箱具有U形結構，第二標尺豎直設置在第二透明水箱的一側內壁上，而所述的隔板則豎直設置在第二透明水箱的內部，使得第二水箱內部形成大倉和小倉，所述的大倉的容積大于小倉的容積，而隔板上還設置有第二孔洞，所述的第二傳感探頭嵌入在第二孔洞內。

2.根據權利要求1所述的一種且所述的光纖光柵水土界面傳感探頭的標定裝置，其特征在于，所述的隔板的高度小于第二透明水箱的高度。

3.一種光纖光柵水土界面傳感探頭的標定方法，其特征在于，包括傳感探頭壓力標定試驗、抗靜水壓力干擾標定試驗、沖刷環境傳感探頭埋深測量標定試驗和淤積環境傳感探頭埋深測量標定試驗，且所述的沖刷環境傳感探頭埋深測量標定試驗包括標準砂沖刷環境傳感探頭埋深測量標定試驗和低滲透性土沖刷環境傳感探頭埋深測量標定試驗，而所述的淤積環境傳感探頭埋深測量標定試驗則包括標準砂淤積環境傳感探頭埋深測量標定試驗和低滲透性土淤積環境傳感探頭埋深測量標定試驗。

4.根據權利要求3所述的一種光纖光柵水土界面傳感探頭的標定方法，其特征在于，所述的傳感探頭壓力標定試驗包括以下步驟：

（a-1）安裝水壓力標定裝置；

（a-2）逐級向第一透明水箱中注水；

（a-3）記錄水位高度和第一傳感探頭光纖光柵中心波長值，以水位高度為X軸，以第一傳感探頭光纖光柵中心波長為Y軸，所述的水位高度即為水壓力；

（a-4）擬合標定出該第一傳感探頭對水壓力的敏感系數，并檢驗相似度。

5.根據權利要求3所述的一種光纖光柵水土界面傳感探頭的標定方法，其特征在于，所述的抗靜水壓力干擾標定試驗包括以下步驟：

（b-1）安裝水土壓力標定裝置；

（b-2）在大倉內填埋標準砂，填埋高度超過第二傳感探頭的高度20cm；

（b-3）分別向大倉和小倉內緩慢注水，注水過程中保持大倉和小倉水位相同；

（b-4）待水位超過隔板的高度、大倉和小倉水體保持連通后，逐級向第二透明水箱內注水，并記錄水位高度和第二傳感探頭的光纖光柵中心波長，注水至滿溢后，再逐級降水，反復循環該過程；

（b-5）以水位高度為X軸，以第二傳感探頭的光纖光柵中心波長為Y軸，繪制一條曲線，再以第二傳感探頭的光纖光柵中心波長的平均值繪制一條水平直線作為參考線，所述的曲線和參考線重合度越高，為抗干擾性越好。

6.根據權利要求3所述的一種光纖光柵水土界面傳感探頭的標定方法，其特征在于，所述的標準砂沖刷環境傳感探頭埋深測量標定試驗包括以下步驟：

（c1-1）安裝水土壓力標定裝置；

（c1-2）將標準砂與水混合，攪拌均勻后倒入第二透明水箱的大倉中；

（c1-3）分別向大倉和小倉內緩緩注水，并保持注水過程中大倉和小倉水位一致，直至滿溢；

（c1-4）用功率為2000?~5000瓦的抽水泵均勻抽吸土體的表面，同時往第二透明水箱中注水以保持第二透明水箱的水位不變，按埋深分級，逐級抽吸并記錄第二傳感探頭的讀數，所述的埋深為土體殘余高度與第二傳感探頭頂面高度的差值；

（c1-5）以第二傳感探頭的埋深為X軸，以第二傳感探頭的讀數為Y軸，擬合出一條傳感探頭讀數-埋深的標定曲線。