[發明專利]一種基于OFDR和Flex傳感器的注漿壓力監測系統

有效

• 申請號: 202110280151.7
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113091991B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 張宏偉;洪成雨;李尚明;段景川;付艷斌;龐小朝
• 申請（專利權）人: 中電建南方建設投資有限公司;深圳大學
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02
• 代理公司: 深圳市遠航專利商標事務所(普通合伙) 44276
• 代理人: 田志遠;袁浩華

1.一種基于OFDR和Flex傳感器的注漿壓力監測系統，其特征在于，包括OFDR光纖傳感器、下鉸接球、左OFDR傳感器信號臂、左鉸接球、右OFDR傳感器信號臂、右鉸接球、空心懸掛軌、外部信號處理系統、PLA管、Flex傳感器及數據處理系統；

所述OFDR光纖傳感器下端連接所述下鉸接球，所述左OFDR傳感器信號臂的上端連接所述左鉸接球，所述左鉸接球固定在所述空心懸掛軌內，所述右OFDR傳感器信號臂的上端連接所述右鉸接球，所述右鉸接球內置于所述空心懸掛軌內并沿著所述空心懸掛軌滑動，所述OFDR光纖傳感器的兩端分別經所述左鉸接球、所述右鉸接球穿過所述空心懸掛軌連接所述外部信號處理系統；

所述PLA管內預留安裝槽，所述安裝槽內設置所述Flex傳感器，兩根所述PLA管鉸接，其中一根所述PLA管的上端與測壓桶的內平臺下表面連接，另一根所述PLA管的下端與所述測壓桶的底面剛接，所述Flex傳感器穿過所述PLA管與所述數據處理系統連接，

所述OFDR光纖傳感器包括參考光纖與待測光纖，所述參考光纖設置在所述左OFDR傳感器信號臂內，所述待測光纖設置在所述右OFDR傳感器信號臂內；

線性掃頻激光器發出的連續光經過光纖耦合器進入所述下鉸接球，其中一束所述連續光進入所述參考光纖，另一束所述連續光進入所述待測光纖，兩束所述連續光的光程不同，所述參考光纖與所述待測光纖中的背向散射光攜帶不同的頻率信息，兩束所述背向散射光射到所述外部信號處理系統的光電檢測器的光敏面上發生干涉現象，獲得所述待測光纖攜帶的信息。

2.根據權利要求1中所述的一種基于OFDR和Flex傳感器的注漿壓力監測系統，其特征在于，所述數據處理系統包括數據采集傳輸裝置與數據采集分析終端，所述Flex傳感器通過傳感器信號采集線纜與所述數據采集傳輸裝置連接，所述數據采集傳輸裝置與所述數據采集分析終端通過藍牙無線發射裝置連接。

3.根據權利要求1中所述的一種基于OFDR和Flex傳感器的注漿壓力監測系統，其特征在于，所述OFDR光纖傳感器外設置套管，所述套管內部設置有OFDR光纖，所述套管包括傳感器部分和固定孔部分，所述OFDR光纖傳感器位于所述套管中軸線位置處并預留一定長度在所述套管外。

4.根據權利要求1中所述的一種基于OFDR和Flex傳感器的注漿壓力監測系統，其特征在于，所述下鉸接球、所述左鉸接球及所述右鉸接球均設置有預留孔洞，所述OFDR光纖傳感器穿過所述預留孔洞，所述空心懸掛軌內設置所述左鉸接球與所述右鉸接球，所述左鉸接球位置固定，所述右鉸接球在所述空心懸掛軌內自由滑動，所述下鉸接球內部空心，所述左鉸接球、所述右鉸接球及所述下鉸接球呈三角形分布。

5.根據權利要求1中所述的一種基于OFDR和Flex傳感器的注漿壓力監測系統，其特征在于，監測方法包括：

步驟S1：制作所述OFDR光纖傳感器及鉸接球并檢驗可用性；

步驟S2：將所述OFDR光纖傳感器內置于套管內部，并將所述OFDR光纖傳感器的兩端與所述鉸接球連接；

步驟S3:將所述鉸接球放置在所述空心懸掛軌內部，使得所述左鉸接球在上空心懸掛軌位置固定，所述右鉸接球在所述上空心懸掛軌中自由滑動，所述下鉸接球在下空心懸掛軌中自由滑動；

步驟S4：對所述OFDR光纖傳感器進行信號測量與掃描，自所述外部信號處理系統獲得測量結果；

步驟S5：安裝所述PLA管與所述Flex傳感器；

步驟S6：將所述Flex傳感器通過傳感器信號采集線纜與所述數據處理系統連接，通過藍牙無線發射裝置連接所述數據處理系統中的數據采集傳輸裝置與數據采集分析終端，獲得所述Flex傳感器的測量結果。

6.根據權利要求5中所述的一種基于OFDR和Flex傳感器的注漿壓力監測系統，其特征在于，在步驟S4中，所述OFDR光纖傳感器提前進行標定實驗獲得系數。