[發(fā)明專利]一種混凝土結(jié)構(gòu)裂縫自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810724143.5
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN109030497B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李澗鳴;包騰飛;高瑾瑾;劉甲奇;曹恩華;朱征;朱茜;李慧
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88;G01B11/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種混凝土結(jié)構(gòu)裂縫自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：穩(wěn)定光源、多根監(jiān)測光纖、多個(gè)波分復(fù)用器、多個(gè)光開關(guān)、光功率采集單元、光功率分析單元、光時(shí)域反射模塊和中央處理器；

每根監(jiān)測光纖的首端均與所述穩(wěn)定光源連接，末端均與對(duì)應(yīng)的波分復(fù)用器的第一端口連接；每個(gè)波分復(fù)用器的第二端口均依次連接所述光功率采集單元和所述光功率分析單元；每個(gè)波分復(fù)用器的第三端口均與所述光開關(guān)連接；所述光開關(guān)與所述光時(shí)域反射模塊連接；所述中央處理器分別與所述光功率分析單元、光開關(guān)和光時(shí)域反射模塊連接；

所述穩(wěn)定光源向所述多根監(jiān)測光纖發(fā)射光，所述光功率采集單元采集發(fā)射光在每根監(jiān)測光纖上的光功率，并通過所述光功率分析單元進(jìn)行動(dòng)態(tài)光功率損耗分析，當(dāng)分析得到其中一根監(jiān)測光纖上的光功率損耗值超過所述光功率分析單元預(yù)設(shè)的光功率門限時(shí)，發(fā)送所述監(jiān)測光纖的告警信號(hào)給所述中央處理器，所述中央處理器控制所述光開關(guān)選擇出現(xiàn)告警信號(hào)的所述監(jiān)測光纖并啟動(dòng)所述光時(shí)域反射模塊；同時(shí)監(jiān)測各光纖的光功率，將光時(shí)域反射模塊接入光功率變化異常的光纖，以探測裂縫的信息；

所述光時(shí)域反射模塊產(chǎn)生經(jīng)過脈沖調(diào)制的光脈沖，所述光脈沖通過所述波分復(fù)用器復(fù)用到出現(xiàn)告警信號(hào)的所述監(jiān)測光纖中，所述光時(shí)域反射模塊接收所述光脈沖在所述監(jiān)測光纖中的瑞利散射信號(hào)和菲涅爾反射信號(hào)并將其傳送至所述中央處理器，所述信號(hào)傳送至所述中央處理器并通過所述數(shù)據(jù)分析模塊分析裂縫特征，所述數(shù)據(jù)分析模塊通過菲涅爾反射信號(hào)定位裂縫的發(fā)生位置，通過瑞利散射信號(hào)，得到裂縫的位置、開度、開展方向等定量信息；

當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂時(shí)，先根據(jù)所述光時(shí)域反射儀接收到的菲涅爾反射事件點(diǎn)位置進(jìn)行裂縫定位，當(dāng)裂縫與相鄰兩條光纖存在兩個(gè)交點(diǎn)時(shí)，根據(jù)交點(diǎn)位置幾何關(guān)系確定夾角θ，然后通過監(jiān)測得到的裂縫與塑料光纖交點(diǎn)的光散射損耗確定開度δ，這里的光散射損耗是由光時(shí)域反射儀測量得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)裂縫自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光功率門限是根據(jù)所述裂縫與光損耗的關(guān)系來設(shè)定的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)裂縫自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、聲光報(bào)警模塊和顯示模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)裂縫自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述聲光報(bào)警模塊與外部的聲光報(bào)警裝置連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)裂縫自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示模塊與外部的顯示裝置連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混凝土結(jié)構(gòu)裂縫自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器將接收到的瑞利散射信號(hào)和菲涅爾反射信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分類處理，一方面將數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中進(jìn)行存儲(chǔ)，另一方面將數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)分析模塊中進(jìn)行分析。