CN104482862A - 一种滑坡监测传感器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑坡监测传感器，包括传感器本体所述传感器本体包括若干串联的测杆，所述若干串联的测杆包括第一凹槽及对称设置于所述第一凹槽两侧的第二凹槽和第三凹槽，所述第一凹槽、所述第二凹槽所述第三凹槽内固定设置有光纤，所述光纤中部设置有布拉格光栅，所述第二凹槽及所述第三凹槽内的光纤外部固定设置有白套管，并且所述第三凹槽内的白套管外侧固定设置有金属软管。本发明的有益效果：通过采用光纤传感技术作为滑坡监测传感器，从而使得有效减小了滑坡监测传感器的体积且使得其不易受潮湿和腐蚀的干扰，同时其能够不受电磁场的干扰且有着对微小应变敏感的优点，进而达到在有效保证滑坡监测传感器性能的同时减少了人力和财力的付出。

Description

一种滑坡监测传感器及其制作方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体来说，涉及一种滑坡监测传感器及其制作方法。

背景技术

我国是个多山国家，山地面积约占全国总面积的2/3，同时我国也是世界上山体滑坡较多的国家之一。山体滑坡是除地震外最大的自然灾害，影响山体滑坡的因素有很多，如：地质应力、岩性和岩体结构等，但其都表现为滑坡面与岩层面之间的位移。因此，通过测量地质内部岩层间的微小位移，即可感知地质应力的作用，当测量到发生微小的内部岩层间相对位移发生变化，就可以有效地预测可能会发生的滑坡，能够提前预警以减少不必要的财产损失与人员伤亡。

目前，山体滑坡的监测主要采用传感技术，利用传感器作为监测仪器来开展山体滑坡监测。但是现有监测传感器大都存在易受电磁场干扰、对微小应变不敏感且体积较大等缺点，且由于其所处环境较潮湿且具有一定的腐蚀性，因此现有传感器的使用性能与稳定性还有待提高

针对上述相关技术中所述的现有传感器易受电磁场干扰、对微小应变力不敏感、体积较大且不耐潮湿和腐蚀的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中上述的问题，本发明提出一种滑坡监测传感器及其制作方法，能够有效解决现有传感的不足，大大提高了滑坡监测系统的监测能力和使用寿命，有效提高了其使用性能。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种滑坡监测传感器，包括传感器本体，所述传感器本体包括若干串联的测杆，所述若干串联的测杆包括第一凹槽及对称设置于所述第一凹槽两侧的第二凹槽和第三凹槽，所述第一凹槽、所述第二凹槽及所述第三凹槽内固定设置有光纤，所述光纤中部设置有布拉格光栅，其中，所述第二凹槽及所述第三凹槽内的所述光纤外部固定设置有白套管，并且，所述第三凹槽内的所述白套管外侧还固定设置有金属软管。

进一步地，所述布拉格光栅位于所述光纤中部，并且，所述光栅区长度为20mm。

进一步地，所述白套管长度为390mm，所述金属软管长度为60mm。

进一步地，所述测杆两端的所述光纤通过胶水与所述测杆固定，所述第三凹槽内的所述金属软管通过AB胶固定，所述第二凹槽的所述白套管及所述第一凹槽内的所述光纤通过353nd胶固定。

进一步地，所述测杆的直径为1cm，所述第一凹槽的直径为1mm，所述第二凹槽的直径为1.5mm，所述第三凹槽的直径为3mm。

进一步地，所述测杆材质为钢筋。

进一步地，所述白套管为耐高温白套管。

一种滑坡监测传感器的制作方法，包括如下步骤：

1)制备测杆：选取一根长5m、直径1cm的钢筋测杆，沿所述钢筋测杆的长度方向上铣出一条直径为1mm的细槽，然后再在距所述钢筋测杆两端3cm~4cm位置将铣槽直径扩大为1.5cm，最后将两端最外3cm~4cm部分的铣槽直径扩大为3毫米，也即制作出所述第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽。

2)光纤封装：将光纤置于所述测杆内，其中，位于所述第一凹槽一侧的所述第二凹槽及与该所述第二凹槽同一侧的第三凹槽内的光纤外部设置有白套管，并且，在该所述第三凹槽的所述白套管外部还设置有金属软管。

3)固定烘干：将置于所述测杆中的所述光纤两端用胶水固定；将AB胶以1:1质量比例混合后填入所述第三凹槽中顶住所述金属软管至少十分钟已使其胶干；用按1:10质量比例调匀的353nd胶填充所述第一凹槽及第二凹槽，然后将所述测杆放入烘箱中在160～170℃ 下烘烤4小时。

本发明的有益效果：通过采用光纤传感技术作为滑坡监测传感器，从而使得有效减小了滑坡监测传感器的体积且使得其不易受潮湿和腐蚀的干扰，同时其能够不受电磁场的干扰且有着对微小应变敏感的优点，进而达到在有效保证滑坡监测传感器性能的同时减少了人力和财力的付出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的滑坡监测传感器的测杆示意图；

图2是根据本发明实施例所述的滑坡监测传感器的光纤封装示意图；

图3是根据本发明实施例所述的滑坡监测传感器的光纤安装示意图。

图中：

1、测杆；2、第一凹槽；3、第二凹槽；4、第三凹槽；5、光纤；6、包套管；7、金属软管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，根据本发明的实施例所述的一种滑坡监测传感器，包括传感器本体，所述传感器本体包括若干串联的测杆1，所述若干串联的测杆1包括第一凹槽2及对称设置于所述第一凹槽2两侧的第二凹槽3和第三凹槽4，所述第一凹槽2、所述第二凹槽3及所述第三凹槽4内固定设置有光纤5，所述光纤5中部设置有布拉格光栅，其中，所述第二凹槽3及所述第三凹槽4内的光纤5外部固定设置有白套管6，并且所述第三凹槽4内的白套管6外侧固定设置有金属软管7。

此外，在一个具体实施例中，所述布拉格光栅位于所述光纤5中部，所述光栅区长度为20mm。

此外，在一个具体实施例中，所述白套管6长度为390mm，所述金属软管7长度为60mm。

此外，在一个具体实施例中，所述测杆1两端的所述光纤5通过胶水与所述测杆1固定，所述第三凹槽4内的所述金属软管7通过AB胶固定，所述第二凹槽3的所述白套管6及所述第一凹槽2内的所述光纤5通过353nd胶固定。

此外，在一个具体实施例中，所述测杆1的直径为1cm，所述第一凹槽2的直径为1mm，所述第二凹槽3的直径为1.5mm，所述第三凹槽4的直径为3mm。

此外，在一个具体实施例中，所述测杆1材质为钢筋。

一种滑坡监测传感器的制作方法，包括如下步骤：

 1) 制备测杆：选取一根长5m、直径1cm的钢筋测杆，沿所述钢筋测杆的长度方向上铣出一条直径为1mm的细槽，然后再在距所述钢筋测杆两端3cm~4cm位置将铣槽直径扩大为1.5cm，最后将两端最外3cm~4cm部分的铣槽直径扩大为3毫米，也即制作出所述第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽；

2）光纤封装：将光纤置于所述测杆内，其中，位于所述第一凹槽一侧的所述第二凹槽及与该所述第二凹槽同一侧的第三凹槽内的光纤外部设置有白套管，所述第三凹槽的白套管外部还设置有金属软管；

3）固定烘干：将置于所述测杆中的所述光纤两端用胶水固定，将AB胶以1:1质量比例混合后填入所述第三凹槽中，顶住所述金属软管至少十分钟已使其胶干；用按1:10质量比例调匀的353nd胶填充所述第一凹槽及第二凹槽，然后将所述测杆放入烘箱中在160～170℃ 下烘烤4小时。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，耐高温白套管6和金属软管7用于在测杆1中的不同部位保护光纤5，每段光纤5耐高温白套管6和金属软管7的位置都必须按照规定的长度安装，并且，在填充353nd胶水的过程中，要尽量避免产生气泡，如有气泡必须将它挑破。

光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号的新型传感技术。光纤布拉格光栅传感器是用布拉格光栅作为敏感元件的功能型光纤传感器，其传感原理是利用光纤材料的光敏性，用紫外光的空间干涉条纹在纤芯内形成空间相位光栅，根据外界物理参量对反射布拉格光栅中心波长的影响来反向检测外界物理值。对布拉格光栅中心波长有影响的物理量有两种：温度和应力。并且，布拉格光栅中心波长的变化与温度和应力呈线性关系，由于光纤本身是玻璃材质，因此有着不易受电磁信号干扰以及抗腐蚀等特性，从而将光纤布拉格光栅植入滑坡测杆中可以有效地监测地质岩层间的应力变化和相对位移的变化。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过通过采用光纤传感技术作为滑坡监测传感器，从而使得有效减小了滑坡监测传感器的体积且使得其不易受潮湿和腐蚀的干扰，同时其能够不受电磁场的干扰且有着对微小应变敏感的优点，进而达到在有效保证滑坡监测传感器性能的同时减少了人力和财力的付出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种滑坡监测传感器，包括传感器本体，其特征在于，所述传感器本体包括若干串联的测杆（1），所述若干串联的测杆（1）包括第一凹槽（2）及对称设置于所述第一凹槽（2）两侧的第二凹槽（3）和第三凹槽（4），所述第一凹槽（2）、所述第二凹槽（3）及所述第三凹槽（4）内固定设置有光纤（5），所述光纤（5）中部设置有布拉格光栅，其中，所述第二凹槽（3）及所述第三凹槽（4）内的光纤（5）外部固定设置有白套管（6），并且所述第三凹槽（4）内的白套管（6）外侧固定设置有金属软管（7）。

2.根据权利要求1所述的滑坡监测传感器，其特征在于，所述布拉格光栅位于所述光纤（5）中部，所述光栅区长度为20mm。

3.根据权利要求1所述的滑坡监测传感器，其特征在于，所述白套管（6）长度为390mm，所述金属软管（7）长度为60mm。

4.根据权利要求1所述的滑坡监测传感器，其特征在于，所述测杆（1）两端的所述光纤（5）通过胶水与所述测杆（1）固定，所述第三凹槽（4）内的所述金属软管（7）通过AB胶固定，所述第二凹槽（3）的所述白套管（6）及所述第一凹槽（2）内的所述光纤（5）通过353nd胶固定。

5.根据权利要求1所述的滑坡监测传感器，其特征在于，所述测杆（1）的直径为1cm，所述第一凹槽（2）的直径为1mm，所述第二凹槽（3）的直径为1.5mm，所述第三凹槽（4）的直径为3mm。

6.根据权利要求1所述的滑坡监测传感器，其特征在于，所述测杆（1）材质为钢筋。

7.一种滑坡监测传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1) 制备测杆：选取一根长5m、直径1cm的钢筋测杆，沿所述钢筋测杆的长度方向上铣出一条直径为1mm的细槽，然后再在距所述钢筋测杆两端3cm~4cm位置将铣槽直径扩大为1.5cm，最后将两端最外3cm~4cm部分的铣槽直径扩大为3毫米，也即制作出所述第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽；

2）光纤封装：将光纤置于所述测杆内，其中，位于所述第一凹槽一侧的所述第二凹槽及与该所述第二凹槽同一侧的第三凹槽内的光纤外部设置有白套管，所述第三凹槽的白套管外部还设置有金属软管；

3）固定烘干：将置于所述测杆中的所述光纤两端用胶水固定，将AB胶以1:1质量比例混合后填入所述第三凹槽中，顶住所述金属软管至少十分钟已使其胶干；用按1:10质量比例调匀的353nd胶填充所述第一凹槽及第二凹槽，然后将所述测杆放入烘箱中在160～170℃ 下烘烤4小时。