CN207197501U - 一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感*** - Google Patents
一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN207197501U CN207197501U CN201721192624.3U CN201721192624U CN207197501U CN 207197501 U CN207197501 U CN 207197501U CN 201721192624 U CN201721192624 U CN 201721192624U CN 207197501 U CN207197501 U CN 207197501U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sedimentation
- rotating shaft
- housing
- optical fiber
- sensing system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***，包括信息处理单元、信号解调单元、信号传输单元、光纤传感器、受力传感光缆、沉降装置、第一壳体、铅块、第一锁扣、缓冲装置、第二壳体、储线腔、第二锁扣、套筒、锁头、线孔、第一转轴、第二转轴、卡扣、卡槽、复位弹簧和窄口，本实用新型可以实现分布式地表沉降变形的实时监测，相对于点式沉降传感器其监测范围为分布式线状；性能稳定，检测精度高，不受电磁干扰；可以实现沉降动态监测，沉降定位和沉降分级报警功能；可以实现对监测区域局部沉降和整体沉降的辨别；本实用新型***简单，易于施工、操作和维护；监测范围大，甚至可以推广到大坝、生活小区和田地等。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤传感***，具体为一种实用新型表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***，属于光电子测量技术领域。
背景技术
路基沉降传统的监测方法主要有：沉降板、单点沉降计、剖面沉降管、沉降监测桩等。这些监测方法的主要缺点是安装复杂，干扰施工，影响施工质量，数据采集困难，尤其是均为点式测量，信息量太少，很难掌握整条路基沉降的变化。“陈光富，一种新型铁路路基沉降监测技术探讨[J].铁道建筑2011:90-92.”中给出了一种分布式布里渊光纤传感技术用于路基沉降的监测，但是该技术并未考虑光缆的拉伸缓冲功能，也未考虑光缆与路基有效结合问题。申请号“201210381892.5”的基于布里渊分布式光纤传感的结构挠度沉降监测***整体结构复杂，不利于施工。申请号“201510762770.4”的基于分布式光纤传感的隧道地表沉降监测装置及监测方法中的光缆过于复杂，***未考虑整体沉降和光缆受力拉断情况；因此针对上述问题提出一种新型表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***。
实用新型内容
本实用新型具体技术方案如下：
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***，包括依次连接的光纤传感器、信号传输单元、信号解调单元和信息处理单元，所述光纤传感器包括受力传感光缆、沉降装置和缓冲装置三部分；所述沉降装置包括第一壳体；所述第一壳体内部填充铅块；所述第一壳体顶部设有与其固定连接的第一锁扣；所述沉降装置顶端通过锁扣与所述受力传感光缆紧密连接，所述沉降装置底部与地表接触。
优选的，所述缓冲装置包括中空的第二壳体；所述第二壳体内部设有储线腔；所述储线腔两端设有与其一体成型的两个横截面呈圆型的窄口；两个所述窄口分别延伸到与所述第二壳体的外侧壁平齐，两个所述窄口通过储线腔贯通；所述储线腔两端分别设有一端固定套接在窄口外壁的复位弹簧；两个所述复位弹簧另一端分别固定连接有套接在所述窄口上的第二锁扣。
优选的，与所述信号解调单元电性连接的若干光纤传感器的第一个光纤传感器长度为1米。
优选的，所述第二锁扣包括与所述窄口套接的套筒；所述套筒远离所述窄口的一侧面设有锁头；所述锁头是由两个半圆柱体通过第一转轴铰接而成；所述第一转轴一端固定在所述套筒侧面上且与之垂直；两个所述半圆柱体的中部成型有一与所述套筒连通的线孔；远离所述第一转轴的其中一半圆柱体外壁通过第二转轴转动连接有卡扣；远离所述第一转轴的另一半圆柱体外壁设有若干与所述卡扣配套的卡槽。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型可以实现分布式地表沉降变形的实时监测，相对于点式沉降传感器其监测范围为分布式线状；性能稳定，检测精度高，不受电磁干扰；可以实现沉降动态监测，沉降定位和沉降分级报警功能；可以实现对监测区域局部沉降和整体沉降的辨别；本实用新型***简单，易于施工、操作和维护；监测范围大，甚至可以推广到大坝、生活小区和田地等。
附图说明
图1表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***示意图；
图2表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***工作示意图；
图3表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***工作流程示意图；
图4为本实用新型缓冲装置剖面结构示意图；
图5为本实用新型沉降装置剖面结构示意图；
图6为本实用新型第二锁扣整体结构示意图；
图7为本实用新型锁头结构示意图。
其中：1、信息处理单元，2、信号解调单元，3、信号传输单元，4、光纤传感器，5、受力传感光缆，6、沉降装置，61、第一壳体，62、铅块，63、第一锁扣，7、缓冲装置，71、第二壳体，72、储线腔，73、第二锁扣，731、套筒，732、锁头，733、线孔，734、第一转轴，735、第二转轴，736、卡扣，737、卡槽，74、复位弹簧，75、窄口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-7所示，一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***，包括依次连接的光纤传感器4、信号传输单元3、信号解调单元2和信息处理单元1，所述信号传输单元3是将多通道光纤传感器4的信号收集并传递到信号解调单元2上；所述信号解调单元2是将光纤传感器4的信号进行解调成为光波长信号；所述信息处理单元1是将光波长信号经过分析，转换成位移沉降值，并对沉降量进行分级报警；所述传输方式采用载波传输，信号解调单元采用CMX7042L4CML型号，信息处理单元采用酷睿i7-4720HQ型号处理器；所述光纤传感器4包括受力传感光缆5、沉降装置6和缓冲装置7三部分；所述沉降装置6包括第一壳体61；所述第一壳体61内部填充铅块62；所述第一壳体61顶部设有与其固定连接的第一锁扣63；所述沉降装置6顶端通过锁扣63与所述受力传感光缆5紧密连接，所述沉降装置6底部与地表接触；地表下降时，将地表沉降拉力施加通过沉降装置6传递到受力传感光缆5上。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述缓冲装置7包括中空的第二壳体71；所述第二壳体71内部设有储线腔72，在储线腔内存有一定余量的光缆，并可自如收缩，当受拉力时，余量光缆释放，一定范围内不至于拉断光纤；所述储线腔72两端设有与其一体成型的两个横截面呈圆型的窄口75；两个所述窄口75分别延伸到与所述第二壳体71的外侧壁平齐，两个所述窄口75通过储线腔72贯通；所述储线腔72两端分别设有一端固定套接在窄口75外壁的复位弹簧74；两个所述复位弹簧74另一端分别固定连接有套接在所述窄口75上的第二锁扣73。
作为本实用新型的一种技术优化方案，与所述信号解调单元2电性连接的若干光纤传感器4的第一个光纤传感器4长度为1米，用于逻辑计算中分辨地表发生的是局部沉降还是整体沉降。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第二锁扣73包括与所述窄口75套接的套筒731；所述套筒731远离所述窄口75的一侧面设有锁头732；所述锁头732是由两个半圆柱体通过第一转轴734铰接而成；所述第一转轴734一端固定在所述套筒731侧面上且与之垂直；两个所述半圆柱体的中部成型有一与所述套筒731连通的线孔733；远离所述第一转轴734的其中一半圆柱体外壁通过第二转轴735转动连接有卡扣736；远离所述第一转轴734的另一半圆柱体外壁设有若干与所述卡扣736配套的卡槽737，达到将穿通的光缆固定的作用，防止光缆在缓冲装置中自动滑落，影响信息的准确性。
本实用新型在使用时：
1.该***的表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***工作示意图如图2所示，当地表未发生沉降时，所有的沉降装置6都处于初始状态，所有的传感器未发生拉伸，信息处理单元显示的地表沉降示意图为一条0坐标的水平直线，地表状态良好。
2.假如传感器1和传感器2区段发生地表沉降，该区段的沉降装置下沉，传感器1和传感器2被拉伸，发生波长移动，信息处理单元将该区段波长移动量转换成该区段长度的沉降值，并显示在如图2所示的沉降位移示意图中，其他区段正常。
3.该***的工作流程见图3，地表沉降导致沉降装置下沉，沉降装置与受力传感光缆紧密连接，从而带动受力传感光缆受到拉力，缓冲装置释放部分长度余量光缆，防止受力传感光缆被拉断，光纤传感器的受力表现为波长移动，由信号解调单元解调，并上传到信息处理单元，将光信息变化量转换成受力传感光缆的应力应变，最终转换成沉降变形量值，形成分布式沉降示意图。由发生波长移动的光纤传感器散射光信号进行光时域定位，根据沉降量值来评估分析，进行分级报警。
Claims (4)
1.一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***，包括依次连接的光纤传感器(4)、信号传输单元(3)、信号解调单元(2)和信息处理单元(1)，其特征在于：所述光纤传感器(4)包括受力传感光缆(5)、沉降装置(6)和缓冲装置(7)三部分；所述沉降装置(6)包括第一壳体(61)；所述第一壳体(61)内部填充铅块(62)；所述第一壳体(61)顶部设有与其固定连接的第一锁扣(63)；所述沉降装置(6)顶端通过锁扣(63)与所述受力传感光缆(5)紧密连接，所述沉降装置(6)底部与地表接触。
2.根据权利要求1所述的一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***，其特征在于：所述缓冲装置(7)包括中空的第二壳体(71)；所述第二壳体(71)内部设有储线腔(72)；所述储线腔(72)两端设有与其一体成型的两个横截面呈圆型的窄口(75)；两个所述窄口(75)分别延伸到与所述第二壳体(71)的外侧壁平齐，两个所述窄口(75)通过储线腔(72)贯通；所述储线腔(72)两端分别设有一端固定套接在窄口(75)外壁的复位弹簧(74)；两个所述复位弹簧(74)另一端分别固定连接有套接在所述窄口(75)上的第二锁扣(73)。
3.根据权利要求1所述的一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***，其特征在于：与所述信号解调单元(2)电性连接的若干光纤传感器(4)的第一个光纤传感器(4)长度为1米。
4.根据权利要求2所述的一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感***，其特征在于：所述第二锁扣(73)包括与所述窄口(75)套接的套筒(731)；所述套筒(731)远离所述窄口(75)的一侧面设有锁头(732)；所述锁头(732)是由两个半圆柱体通过第一转轴(734) 铰接而成；所述第一转轴(734)一端固定在所述套筒(731)侧面上且与之垂直；两个所述半圆柱体的中部成型有一与所述套筒(731)连通的线孔(733)；远离所述第一转轴(734)的其中一半圆柱体外壁通过第二转轴(735)转动连接有卡扣(736)；远离所述第一转轴(734)的另一半圆柱体外壁设有若干与所述卡扣(736)配套的卡槽(737)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721192624.3U CN207197501U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721192624.3U CN207197501U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207197501U true CN207197501U (zh) | 2018-04-06 |
Family
ID=61789470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721192624.3U Expired - Fee Related CN207197501U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207197501U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108592871A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-28 | 中国石油天然气集团有限公司 | 储罐地基沉降监测装置及*** |
| CN109000613A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-14 | 太原理工大学 | 一种采空区地质沉降三维快速检测*** |
| CN109724562A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-07 | 张亚如 | 一种公路沉降测量装置 |
| CN110132228A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于埋入式分布式光缆的路基沉降病害定位与沉降程度表征方法 |
-
2017
- 2017-09-15 CN CN201721192624.3U patent/CN207197501U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108592871A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-28 | 中国石油天然气集团有限公司 | 储罐地基沉降监测装置及*** |
| CN109000613A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-14 | 太原理工大学 | 一种采空区地质沉降三维快速检测*** |
| CN109724562A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-07 | 张亚如 | 一种公路沉降测量装置 |
| CN109724562B (zh) * | 2019-01-29 | 2021-01-12 | 长沙理工大学 | 一种公路沉降测量装置 |
| CN110132228A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于埋入式分布式光缆的路基沉降病害定位与沉降程度表征方法 |
| CN110132228B (zh) * | 2019-05-07 | 2021-02-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于埋入式分布式光缆的路基沉降病害定位与沉降程度表征方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207197501U (zh) | 一种表面式沉降变形监测的分布式光纤传感*** | |
| CN207197500U (zh) | 一种植入式沉降变形监测的分布式光纤传感*** | |
| CN103017732B (zh) | 输电杆塔倾斜角度在线监测方法 | |
| CN2934569Y (zh) | 一种适用于永久性油气生产井光纤测试装置 | |
| CN201740613U (zh) | 农机扭矩与牵引力遥测***一体式传感器 | |
| CN1901418A (zh) | 土质边坡分布式光纤应变监测方法和*** | |
| CN104121889B (zh) | 一种基于botdr分布式光纤传感的杆塔倾斜监测***及方法 | |
| CN105698754A (zh) | 基于变电站沉降测量的光纤光栅传感器 | |
| CN103438982B (zh) | 一种基于布里渊分布式光纤传感的晃动监测*** | |
| CN103266917A (zh) | 基于光纤光栅的顶板离层监测*** | |
| CN104965477A (zh) | 一种隧道自动化监测***及方法 | |
| CN1598479A (zh) | 土体深部变形分布式光纤测量方法和*** | |
| CN108534730A (zh) | 一种用于实时测量土体深层水平位移和表面沉降的装置 | |
| CN103353280A (zh) | 用于高速公路寿命监测的地下传感器网络及其部署方法 | |
| CN207741743U (zh) | 一种级联式测斜仪的自动监测*** | |
| CN205506038U (zh) | 基于变电站沉降测量的光纤光栅传感器 | |
| CN202850009U (zh) | 微型静力触探仪 | |
| CN208238763U (zh) | 一种用于实时测量土体深层水平位移和表面沉降的装置 | |
| CN103558148B (zh) | 用于检测光纤着色油墨固化度的检测装置 | |
| CN114842603A (zh) | 一种高压电缆防外破监测预警*** | |
| CN204313795U (zh) | 埋入式多点位移测量装置 | |
| CN207528356U (zh) | 一种用于地热浅井的多通道温度监测装置 | |
| CN113218534A (zh) | 一种深入式地下初始温度测量装置 | |
| CN219016814U (zh) | 一种用于高支模体系的安全监测装置 | |
| CN202024738U (zh) | 可重复利用式光纤光栅应变传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180406 |