CN208223469U - 一种基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，该系统包括光纤、温度控制测量腔、压力隔离部、光纤端部、端部保护装置、管道、阀门以及液体泵；该测试点通过向光纤输入或者输出光波来或地该光纤的波长漂移量，从而进一步获得沉降信息；一组输入和输出的测试点之间还设置有温度控制测量腔和压力隔离部，该压力隔离部用于将非测试位置的光纤与土体隔离开，温度控制测量腔和压力隔离部内部充盈了高热容的设定温度的液体,能够降低监测成本，设备简单，稳定性好。

Description

一种基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统

技术领域

本实用新型涉及地铁结构安全检测领域，具体涉及一种基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统。

背景技术

地铁为现代都市的出行带来了极大的便利，但是地铁施工中存在了很多危险因素。沉降控制是决定工程成败的关键因素，由于地铁施工环境的复杂性，如何对土体采集沉降信息数据成为难题。随着科技的发展，分布式光纤开始应用于沉降监测中，通过应变和温度直接改变光纤波长，从而来测定土体沉降问题。

现有的分布式光纤应变传感器仍然存在高成本、监测距离短、供电和通信系统结构复杂、稳定性较差、无法抗电磁干扰、环境适应性较差的问题。因此，需要提供一种基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，能够降低监测成本，设备简单，稳定性好。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，能够降低监测成本，设备简单，稳定性好。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，该系统包括光纤1、温度控制测量腔2、压力隔离部3、光纤端部6、端部保护装置5、管道7、阀门8以及液体泵9；沿着光纤的轴向分局这多个测试点4，该测试点4通过向光纤1输入或者输出光波来或地该光纤的波长漂移量，从而进一步获得沉降信息；该测试点4为与该光纤熔接的输入或输入光纤；一组输入和输出的测试点4之间还设置有温度控制测量腔2，在多个温度控制测量腔2之间的位置上还设置了压力隔离部3，该压力隔离部3包括壳体，该壳体用于将非测试位置的光纤与土体隔离开，温度控制测量腔2和压力隔离部3内部充盈了高热容的设定温度的液体。

本实用新型的有益效果是：基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，能够降低监测成本，设备简单，稳定性好。

进一步，测试点4还连接了光输入、光输出和数据分析系统。

进一步，该温度控制测量腔2和压力隔离部3中的液体通过液体泵9进行输送。

进一步，在远端的液体泵9连接有多个管道7，多个管道7上分别设置了阀门8，从而实现对液体量的控制。

进一步，在光纤1的端部还有光纤端部6，设置端部保护装置5对其进行保护，防止在光纤插入的过程中被破坏。

进一步，该基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统在使用过程中插入土体11中，并于该土体11充分接触，光纤端部6朝向下方，在基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统的周围设置多个支撑部件10。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统的结构示意图；

图2为本实用新型的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统的安装状态示意图。

附图标记：

1光纤；2温度控制测量腔；3压力隔离部；4测试点；5端部保护装置；6光纤端部；7管道；8阀门；9液体泵；10支撑件；11土体

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，该系统包括光纤主体1、温度控制测量腔2、压力隔离部3、光纤端部6、端部保护装置5、管道7、阀门8以及液体泵9。

光纤主体1为沿轴向延长，具有8-20微米的直径，材质为玻璃材料。其中，该光纤的波长漂移与温度和应变之间的关系为：dλ/λ＝K_rdT+K_εdε,其中，λ为波长漂移，K_r为温度敏感系数，K_ε为应力敏感系数，ε为应变。因此，通过对该光纤的波长漂移量进行测量可以得到该光纤的应力应变情况，进而获得土体的沉降信息。

沿着光纤的轴向分局这多个测试点4，该测试点4通过向光纤1输入或者输出光波来或地该光纤的波长漂移量，从而进一步获得沉降信息。该测试点4具体可以为与该光纤熔接的输入或输入光纤。测试点4还连接了配套的光输入、光输出和数据分析系统，上述系统均是本领域公知的，在此不再赘述。

一组输入和输出的测试点4之间还设置有温度控制测量腔2，也就是说，该测试部分的光纤1处于相对恒温的环境中。该温度控制测量腔2完全包覆盖光纤1，并且内部充盈高热容的设定温度的液体，从而保证在测量过程中光纤不受到环境温度的影响。在光纤的轴向上均匀分布了多个温度控制测量腔2，也就说一条光纤可以用来测量土体中多个位置的沉降情况。

在多个温度控制测量腔2之间的位置上还设置了压力隔离部3，该压力隔离部3包括壳体，该壳体用于将非测试位置的光纤与土体隔离开，从而防止测试点之间的光纤受到压力后，对测试位置的光纤产生额外的应力，从而影响测量结果。优选地，该压力隔离部3的壳体内也可以充盈高热容的设定温度的液体，从而进一步减少环境温度对测量的影响。

该温度控制测量腔2和压力隔离部3中的液体通过液体泵9进行输送，在远端的液体泵9连接有多个管道7，多个管道7上分别设置了阀门8，从而实现对液体量的控制。

在光纤1的端部还有光纤端部6，该光纤端部6往往处于光纤插入的最前端，因此设置了端部保护装置5对其进行保护，防止在光纤插入的过程中被破坏。

通过上述基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，简化了检测结构，并且提高了测试系统的稳定性。

如图2所示，该基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统在使用过程中插入土体11中，并于该土体11充分接触，光纤端部6朝向下方，在基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统的周围还设置了多个支撑部件10，从而提高了测试系统安装的稳定性。

本实用新型提供的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，能够降低监测成本，设备简单，稳定性好

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，其特征在于：该系统包括光纤(1)、温度控制测量腔(2)、压力隔离部(3)、光纤端部(6)、端部保护装置(5)、管道(7)、阀门(8)以及液体泵(9)；沿着光纤的轴向分局这多个测试点(4)，该测试点(4)通过向光纤(1)输入或者输出光波来或地该光纤的波长漂移量，从而进一步获得沉降信息；该测试点(4)为与该光纤熔接的输入或输入光纤；一组输入和输出的测试点(4)之间还设置有温度控制测量腔(2)，在多个温度控制测量腔(2)之间的位置上还设置了压力隔离部(3)，该压力隔离部(3)包括壳体，该壳体用于将非测试位置的光纤与土体隔离开，温度控制测量腔(2)和压力隔离部(3)内部充盈了高热容的设定温度的液体。

2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，其特征在于：测试点(4)还连接了光输入、光输出和数据分析系统。

3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，其特征在于：该温度控制测量腔(2)和压力隔离部(3)中的液体通过液体泵(9)进行输送。

4.根据权利要求3所述的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，其特征在于：在远端的液体泵(9)连接有多个管道(7)，多个管道(7)上分别设置了阀门(8)，从而实现对液体量的控制。

5.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，其特征在于：在光纤(1)的端部还有光纤端部(6)，设置端部保护装置(5)对其进行保护，防止在光纤插入的过程中被破坏。

6.根据权利要求1所述的基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统，其特征在于：该基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统在使用过程中插入土体(11)中，并于该土体(11)充分接触，光纤端部(6)朝向下方，在基于分布式光纤应变传感的地铁沉降监测系统的周围设置多个支撑部件(10)。