[實用新型]基于光纖光柵的綜合管廊健康監測系統

有效

• 申請號: 201821717920.5
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN209264013U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 姚煒;戚琛琛;唐曉俊;孫迎卿;朱禛
• 申請（專利權）人: 上海電器科學研究所(集團)有限公司;上海電器科學研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

本實用新型提供了一種基于光纖光柵的綜合管廊健康監測系統，包括分布式多類傳感器同步采集設備，上位機連接分布式多類傳感器同步采集設備；綜合管廊內分別設置用于混凝土管廊拼接縫部位裂縫監測的傳感器、用于混凝土管廊沉降監測的傳感器、用于混凝土管廊水平位移監測的傳感器、用于自來水管道法蘭裂縫監測的傳感器，各傳感器均為光纖光柵傳感器；分布式多類傳感器同步采集設備實時采集各傳感器的數據，并發送至上位機，同時接收上位機的命令進行相應的數據采集，實現綜合管廊的健康監測。本實用新型集傳感器、計算機、通信、網絡等高新技術于一體，功能強大，能真正長期用于地下綜合管廊結構損傷和狀態評估，滿足地下綜合管廊運維管理的需要。

技術領域

本實用新型涉及一種基于光纖光柵的智能地下綜合管廊健康監測系統，屬于城市地下管道綜合走廊的監控管理技術領域。

背景技術

城市地下管道綜合走廊，簡稱為“綜合管廊”或“共同溝”，是指將設置在地面、地下或架空的各類公用類管線集中容納于一體，并留有供檢修人員行走通道的隧道結構。即在城市地下建造一個隧道空間，將市政、電力、通訊、燃氣、給排水等各種管線集于一體，設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、設計、建設和管理，徹底改變以往各個管道各自建設、各自管理的零亂局面。各管線需要開通時，只需通知有關負責部門，接通接口即可，既便于修理，又節省了國家的資源。

由于共同溝將各類管線均集中設置在一條隧道內，消除了通訊、電力等系統在城市上空布下的道道蛛網及地面上豎立的電線桿、高壓塔等，避免了路面的反復開挖、降低了路面的維護保養費用、確保了道路交通功能的充分發揮。同時道路的附屬設施集中設置于共同溝內，使得道路的地下空間得到綜合利用，騰出了大量寶貴的城市地面空間，增強道路空間的有效利用，并且可以美化城市環境，創造良好的市民生活環境。綜合管廊的標準斷面如圖1所示。

由于綜合管廊通常長度較長，在具體建設過程中往往需要設置伸縮縫、沉降縫，甚至采用預制拼接方法進行施工。管廊拼接處通常為薄弱位置，在環境荷載作用下可能會出現混凝土開裂、不均勻沉降、水平錯動等諸多問題。這些問題不僅會嚴重削弱混凝土管廊的適用性和耐久性，還會對管廊內附屬的各類管道造成不良影響。因此，有必要對混凝土管廊及附屬管道進行結構健康監測，確保其安全穩定運行。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是如何對綜合管廊進行結構健康監測，確保其安全穩定運行。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供一種基于光纖光柵的綜合管廊健康監測系統，其特征在于：包括分布式多類傳感器同步采集設備，上位機連接分布式多類傳感器同步采集設備；在綜合管廊內相應位置分別設置用于混凝土管廊拼接縫部位裂縫監測的傳感器、用于混凝土管廊沉降監測的傳感器、用于混凝土管廊水平位移監測的傳感器、用于自來水管道法蘭裂縫監測的傳感器，所述傳感器均為光纖光柵傳感器；分布式多類傳感器同步采集設備連接各傳感器；

分布式多類傳感器同步采集設備實時采集各傳感器的數據，并發送至上位機，同時接收上位機的命令進行相應的數據采集，實現綜合管廊的混凝土管廊拼接縫部位裂縫監測、混凝土管廊沉降監測、混凝土管廊水平位移監測、自來水管道法蘭裂縫監測。

優選地，所述分布式多類傳感器同步采集設備包括可編程邏輯門陣列FPGA，FPGA連接加速度模塊、電壓模塊、電流模塊、數字I/O模塊、RS485通信模塊，實時控制器連接FPGA和上位機；

FPGA分別采集各傳感器輸出的加速度、電壓、電流和數字I/O信號，進行分析處理，將采集或分析處理后的數據經寫入FIFO數據緩沖器中；實時控制器通過FIFO讀取FPGA傳輸來的數據，讀取并實時處理時鐘同步信號和絕對時間戳以實現設備間同步采集，按照數據類型在內存中建立緩存池，實時的以“先入先出”機制將采集或分析處理后的數據通過TCP/IP協議發送至上位機，接收上位機命令并通過FPGA控制數據采集參數；上位機實現人機界面的交互，顯示并存儲實時采樣數據，通過邏輯命令控制設備的數據采集參數。