[實用新型]一種水工結構變形分布式光纖監測裝置

有效

• 申請號: 201420800661.8
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN204286374U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 蘇懷智;楊孟;李皓;李星;歐斌
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本實用新型涉及一種水工結構變形分布式光纖監測裝置，屬于建筑領域。

背景技術

穿堤、水閘等水工結構物在運行中常出現不均勻沉降等病害，對建筑物的安全及正常使用造成不利影響，甚至導致建筑物破壞或失事。通過布設監測儀器或裝置，實時獲取區域變形信息，合理分析區域變形空間與時間變化規律，及時發現區域變形(特別是不均勻變形)異常狀況，以科學采取防范或控制措施，對保障水工結構物安全服役具有重要意義。

目前，常規水工結構變形監測裝置多存在施工布設困難、可重復利用率低、不易檢修維護、耐久性差、精度低、易受電磁環境干擾等不足。光纖傳感器具有抗輻射、耐腐蝕等特點，應用于不均勻變形病害監測具有明顯的優勢；但從光纖變形監測的現狀來講，分布式實時監測方式是當前研究和應用熱點，但技術本身和工程實用性方面尚不成熟，利用光纖中瑞利散射和菲涅爾反射、布里淵散射的變化，理論上不僅可以準確定位不均勻變形病害，且可以給出不均勻變形病害的定量描述；但上述目標的實現過程中，光纖的布設極其考究，尤其回路設置更是困難。從最新的光纖技術領域上看，美國Luna?Technology公司的ODiSI(Optical?Distributed?Sensor?Interrogator)分布式光纖傳感系統可以實現mm級空間分辨率，但是最大傳感長度只有50m，且實際應用中受到多因素干擾，其有效監測長度及分辨率會降低；日本NBX公司利用PPP-BOTDA技術生產的光納儀，有效空間分辨率可提高到cm級，但需要光纖回路布設，致使其很難直接應用于實際工程的不均勻變形監測。本實用新型技術可在保證現有分布式光纖最大監測距離(25km范圍內)的情況下，將空間分辨率提高到mm級。

為了充分利用現有技術監測水工結構不均勻變形，使監測設備獲得較高的初始精度、較大的測量量程，本實用新型將傳統監測技術與光纖傳感技術相結合，借鑒傳統監測技術直觀、簡單的優點，避開其布設困難、利用率低、無法檢修維護、受電磁環境干擾等不利弊端，結合當前光纖傳感技術所具有的分布式、高精度、實時性、多復雜環境應用的優勢，構建可共載兩種技術的應用平臺，設置兩種技術的共享信息融合的設備構件，實現水工結構不均勻變形mm級精度的有效監測和應用。

實用新型內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種水工結構變形分布式光纖監測裝置，創造性地搭建可以融合新舊技術的集成平臺，具有可重復的使用、極為方便的安裝及實時的檢測與維護等優勢及分布式、微宏觀、實時性、復雜環境高適應性等特點。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型的一種水工結構變形分布式光纖監測裝置，包括通底豎井，所述通底豎井內安裝有變位臺，變位臺上的兩側對稱的安裝有鉆頭驅動裝置，鉆頭驅動裝置與錐形鉆頭連接；變位臺兩側的鉆頭驅動裝置分別與升降繩連接，升降繩纏繞在收線盤上，收線盤安裝在齒輪軸上，齒輪軸上的齒輪與轉動齒輪嚙合，轉動齒輪由電機驅動；變位臺中部與一對對稱安裝的彈簧的一端連接，彈簧的另一端與豎向測尺鉸接，豎向測尺穿過刻度臺，刻度臺位于設置在通底豎井上的橫梁，兩個彈簧之間設有光纖掛桶，光纖掛桶的底端與變位臺連接，光纖掛桶內安裝有波狀回路光纖，波狀回路光纖上設有光纖扣，波狀回路光纖的輸入端安裝有光波發射器，波狀回路光纖的輸出端安裝有光波采集器。

作為優選，所述升降繩上設有刻度。

作為優選，所述通底豎井的上端面設有水平儀。

作為優選，所述變位臺的下方設有護底凸臺。

作為優選，所述變位臺下方設有壓縮彈簧。

有益效果：本實用新型的一種水工結構變形分布式光纖監測裝置，所有組件都便于拆卸的設計，大大方便了工程運輸及使用，傳感鉆頭的靈活升降及通過控制器控制鉆頭的收縮，極大增加了裝置可重復的使用、便捷的安裝檢修與維護的功效，保留當前傳統監測儀器的簡單、直觀的優點，而且通過升降繩既可以升降錐形鉆頭，也可以校正錐形鉆頭的平衡，融合當前最新光纖監測技術的實時性、分布式、高精度、低成本、高靈敏性、不受電磁干擾、多復雜環境適應性特性，研發可共載新舊技術的可靠的監測裝置，使其兼具各技術優勢，擴展其使用功能，極大降低了工程監測及檢測成本，在保證現有分布式光纖最大監測距離(25km范圍內)的情況下，可將空間分辨率提高到mm級，監測精度、可靠性和工程實用性得到了較大提升。

附圖說明

圖1為本實用新型的裝置圖；

圖2為本實用新型的俯視圖；

圖3為本實用新型圖1的A-A剖面圖；