[發(fā)明專利]基于光纖F-P腔壓力傳感器的一體化沉降監(jiān)測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201511019194.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN105674951B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 基康儀器股份有限公司
• 主分類號(hào): G01C5/00
• 分類號(hào): G01C5/00;G01L13/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 高麗萍

本發(fā)明提供一種基于光纖F?P腔壓力傳感器的一體化沉降監(jiān)測(cè)裝置，包括微型光纖F?P腔壓力傳感器、光纖、通液管、儲(chǔ)液容器和光纖光柵解調(diào)儀，微型光纖F?P腔壓力傳感器安裝在通液管的管道內(nèi)，微型光纖F?P腔壓力傳感器通過光纖從通液管的管道經(jīng)由通液管接口和光纖引出孔穿過儲(chǔ)液容器并引出至光纖光柵解調(diào)儀，通液管和儲(chǔ)液容器內(nèi)置有傳壓液體，儲(chǔ)液容器內(nèi)的傳壓液體的液面高度高于微型光纖F?P腔壓力傳感器的高度。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、傳輸距離遠(yuǎn)和測(cè)量可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，并能在環(huán)境惡劣的條件下實(shí)現(xiàn)尾礦壩以及各種土石體的沉降監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土及工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于光纖F-P腔壓力傳感器的一體化沉降監(jiān)測(cè)裝置，適用于土石壩壩基剖面的不均勻沉降監(jiān)測(cè)，以及公路路基、土體回填區(qū)域的相對(duì)沉降監(jiān)測(cè)。

背景技術(shù)

在巖土及工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)可遠(yuǎn)程傳輸?shù)耐馏w或結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)設(shè)備有兩種：適用埋入安裝的基于壓力傳感器的液壓式沉降儀和適用于表面安裝的靜力水準(zhǔn)儀，但這些設(shè)備存在量程大分辨力低、或分辨力高量程卻很小，大大限制了其應(yīng)用環(huán)境，并且，由于尺寸較大部件較多存在安裝或組裝繁瑣等問題。

利用壓差測(cè)量原理的傳統(tǒng)沉降監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，通常由電測(cè)類壓力傳感器101、信號(hào)傳輸電纜102、通液管103、通氣管104、儲(chǔ)液容器105及數(shù)據(jù)采集設(shè)備106等組成。位于被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電測(cè)類壓力傳感器101通過通液管103、通氣管104以及信號(hào)傳輸電纜102連接到人員可操作的觀測(cè)站107，并且信號(hào)傳輸電纜102連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備106，通液管103、通氣管104分別連接到設(shè)置在觀測(cè)站107的儲(chǔ)液容器105底端和頂端，儲(chǔ)液容器105及通液管103內(nèi)注滿液體。而儲(chǔ)液容器105固定在比電測(cè)類壓力傳感器101更高的位置上以與電測(cè)類壓力傳感器101之間形成壓差H。假定觀測(cè)站107是穩(wěn)定的并且以其為基準(zhǔn)，當(dāng)電測(cè)類壓力傳感器101相對(duì)于觀測(cè)站107即儲(chǔ)液容器105產(chǎn)生相對(duì)沉降或抬升時(shí)，被監(jiān)測(cè)點(diǎn)處液體的壓力將發(fā)生改變并被電測(cè)類壓力傳感器101的壓力敏感元件1011所感應(yīng)，由壓力敏感元件1011轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后經(jīng)信號(hào)傳輸電纜102傳出到數(shù)據(jù)采集設(shè)備106，通過檢測(cè)壓力信號(hào)的變化，即可獲取該測(cè)點(diǎn)在垂直方向的沉降或抬升量。

上述基于電測(cè)類壓力傳感器的沉降監(jiān)測(cè)裝置采用簡(jiǎn)單的方式獲取了被監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于觀測(cè)站基準(zhǔn)的沉降變化，并通過信號(hào)傳輸電纜實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測(cè)。但該這類裝置的結(jié)構(gòu)由于管線眾多使得安裝調(diào)試非常復(fù)雜，且電測(cè)類壓力傳感器的信號(hào)傳輸距離有限，且存在如下缺點(diǎn)：1)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須各自配置一條通液管、通氣管、信號(hào)傳輸電纜，監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)越多配置管線越多，安裝繁瑣，保護(hù)也困難；2)電測(cè)類壓力傳感器的量程范圍與測(cè)量分辨力成反比，應(yīng)用范圍受限；3)由于采用電信號(hào)傳輸，易于遭受雷擊或電磁干擾；4)且傳輸距離有限，通常在千米以下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的沉降監(jiān)測(cè)裝置存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種新型的基于光纖F-P腔壓力傳感器的一體化沉降監(jiān)測(cè)裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、傳輸距離遠(yuǎn)和測(cè)量可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，并能在環(huán)境惡劣的條件下實(shí)現(xiàn)尾礦壩以及各種土石體的沉降監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

基于光纖F-P腔壓力傳感器的一體化沉降監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括微型光纖F-P腔壓力傳感器、光纖、通液管、儲(chǔ)液容器和光纖光柵解調(diào)儀，所述微型光纖F-P腔壓力傳感器安裝在通液管的管道內(nèi)，所述儲(chǔ)液容器底端設(shè)置通液管接口并通過所述通液管接口與通液管的一端連通，所述通液管的另一端密封，所述儲(chǔ)液容器的上方設(shè)置光纖引出孔以及可開啟和關(guān)閉的注液孔，所述微型光纖F-P腔壓力傳感器通過光纖從通液管的管道經(jīng)由通液管接口和光纖引出孔穿過儲(chǔ)液容器并引出至光纖光柵解調(diào)儀，所述通液管和儲(chǔ)液容器內(nèi)置有傳壓液體，儲(chǔ)液容器內(nèi)的傳壓液體的液面高度高于微型光纖F-P腔壓力傳感器的高度。