CN210603211U - 光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，包括隧道、摄像机和应变传感光纤,所述隧道内环形内壁上铺设有多组管片，且隧道内环形右侧壁中部通过固定螺钉安装有多组摄像机，所述隧道内管片与管片的拼接缝隙口处安装有静力水准仪和表面应变计。该通过光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，结构设置合理，主要是通过在隧道的内壁上进行安装静力水准仪、表面应变计和应变传感光纤，以及在隧道内底部表层内埋设光纤感测光缆，通过光纤传感技术向监测终端进行传递检测信息，方便进行长期检测，同时监测精度高、稳定性高，并且可实时在线监测，可实现隧道环向变形的分布式监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道环向变形监测技术领域，具体为光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置。
背景技术
现在，在隧道开挖施工过程中，随着围岩应力的重新分布，围岩在开挖卸荷后会向隧道内部产生变形，常规监控量测包括拱顶下沉和围岩收敛，以往的监测技术主要分为收敛尺法、多点位移计式伸长仪、雷达扫描、巴赛特收敛系统和勉棱镜全站仪法等，上述几类方法是目前隧道收敛变形监测中应用的主要技术方法及手段，虽然能够实现一定的监测目的，但均存在监测效率低下、自动化程度不高或安装不便等缺点，特别是不能够处理监测设备本身的位置变形所导致的监测结果偏差的问题。
为了解决以上所提出的隧道环向变形监测所存在的缺陷和不足，急需改善隧道环向变形监测的技术，该通过光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，整体结构设置合理，主要是通过在隧道的内壁上进行安装静力水准仪、表面应变计和应变传感光纤，以及在隧道内底部表层内埋设光纤感测光缆，通过光纤传感技术向监测终端进行传递检测信息，方便进行长期检测，同时监测精度高、稳定性高，并且可实时在线监测，随时可查看隧道内壁是否环向变形，光纤感测技术突破了传统点式感测技术的局限，可实现隧道环向变形的分布式监测，能够比较全面的获得隧道环向变形的信息，从而为隧道环向变形的稳定性评价和灾难预警提供基础性资料，从而提供光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于克服现有技术的隧道环向变形监测设备虽然能够实现一定的监测目的，但均存在监测效率低下、自动化程度不高或安装不便等缺点，特别是不能够处理监测设备本身的位置变形所导致的监测结果偏差的问题的缺陷，提供光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置。所述光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置具有整体结构设置合理，主要是通过在隧道的内壁上进行安装静力水准仪、表面应变计和应变传感光纤，以及在隧道内底部表层内埋设光纤感测光缆，通过光纤传感技术向监测终端进行传递检测信息，方便进行长期检测，同时监测精度高、稳定性高，并且可实时在线监测，随时可查看隧道内壁是否环向变形，光纤感测技术突破了传统点式感测技术的局限，可实现隧道环向变形的分布式监测，能够比较全面的获得隧道环向变形的信息，从而为隧道环向变形的稳定性评价和灾难预警提供基础性资料等特点。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，包括隧道、摄像机和应变传感光纤,所述隧道内环形内壁上铺设有多组管片，且隧道内环形右侧壁中部通过固定螺钉安装有多组摄像机，并且多组摄像机之间相互平行，同时相邻的左右两组摄像机之间间隔距离相等；
所述隧道内管片与管片的拼接缝隙口处安装有静力水准仪和表面应变计，且静力水准仪位于表面应变计的左上方，同时隧道内管片内侧顶部以及左右两部均安装有一组照明灯。
优选的，所述摄像机内安装有光学镜头、图形处理器和图形传感器，且每组摄像机的底部均连接有应变传感光纤，同时隧道内安装的多组摄像机均通过应变传感光纤与监测终端之间光纤信号连接在一起。
优选的，所述静力水准仪和表面应变计上均安装有光纤传感器，且静力水准仪和表面应变计均通过光纤传感器与监测终端之间信号连接。
优选的，所述监测终端内安装网络信号模块，且监测终端通过4G/5G/局域网与交换机之间远程信号连接。
优选的，所述交换机通过局域网与监测中心服务器进行网络信号连接，且监测中心服务器上连接有数据接收器、数据处理器、LED显示屏、打印机设备和报警设备。
优选的，所述静力水准仪选用DSZ1精密静力水准仪，且表面应变计选用JMZX-212表面应变计。
优选的，所述摄像机底部连接的应变传感光纤的底部均连接在感测光缆上，且感测光缆通过浅表开槽埋设、夹具固定以及现场浇筑的方式植入到隧道的底部表层内。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.该通过光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，整体结构设置合理，主要是通过在隧道的内壁上进行安装静力水准仪、表面应变计和应变传感光纤，以及在隧道内底部表层内埋设光纤感测光缆，通过光纤传感技术向监测终端进行传递检测信息，方便进行长期检测，同时监测精度高、稳定性高，并且可实时在线监测，随时可查看隧道内壁是否环向变形，光纤感测技术突破了传统点式感测技术的局限，可实现隧道环向变形的分布式监测，能够比较全面的获得隧道环向变形的信息，从而为隧道环向变形的稳定性评价和灾难预警提供基础性资料；
2.本设备的系统布局设置，隧道内进行现场检测的设备安装有静力水准仪、表面应变计、摄像机、应变传感光纤和监测终端，以及静力水准仪和表面应变计通过光纤传感器与监测终端之间信号连接，摄像机通过应变传感光纤与监测终端之间信号连接，以及监测终端与远程的交换机之间通过网络信号连接，交换机与监测中心服务器之间也是通过网络信号连接，方便进行数据信息的传递，便于远程接收，传递效率快、方便省事，本设备整体上结构安装便利，并且各个设备之间传递信息准确稳定。
附图说明
图1为本实用新型结构的正视示意图；
图2为本实用新型结构的安装位置透视示意图；
图3为本实用新型结构的系统布局示意图。
图中标号：1、隧道，2、静力水准仪，3、表面应变计，4、摄像机，5、应变传感光纤，6、光学镜头，7、图形处理器，8、图形传感器，9、监测终端，10、交换机，11、监测中心服务器，12、照明灯。
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1-3，本实用新型提供一种技术方案：光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，包括隧道1、静力水准仪2、表面应变计3、摄像机4、应变传感光纤5、光学镜头6、图形处理器7、图形传感器8、监测终端9、交换机10、监测中心服务器11和照明灯12,隧道1内环形内壁上铺设有多组管片，且隧道1内环形右侧壁中部通过固定螺钉安装有多组摄像机4，并且多组摄像机4之间相互平行，同时相邻的左右两组摄像机4之间间隔距离相等，摄像机4内安装有光学镜头6、图形处理器7和图形传感器8，且每组摄像机4的底部均连接有应变传感光纤5，摄像机4底部连接的应变传感光纤5的底部均连接在感测光缆上，且感测光缆通过浅表开槽埋设、夹具固定以及现场浇筑的方式植入到隧道1的底部表层内，同时隧道1内安装的多组摄像机4均通过应变传感光纤5与监测终端9之间光纤信号连接在一起，隧道1内管片与管片的拼接缝隙口处安装有静力水准仪2和表面应变计3，静力水准仪2选用DSZ1精密静力水准仪，且表面应变计3选用JMZX-212表面应变计，且静力水准仪2位于表面应变计3的左上方，静力水准仪2和表面应变计3上均安装有光纤传感器，且静力水准仪2和表面应变计3均通过光纤传感器与监测终端9之间信号连接，监测终端9内安装网络信号模块，且监测终端9通过4G/5G/局域网与交换机10之间远程信号连接，交换机10通过局域网与监测中心服务器11进行网络信号连接，且监测中心服务器11上连接有数据接收器、数据处理器、LED显示屏、打印机设备和报警设备，同时隧道1内管片内侧顶部以及左右两部均安装有一组照明灯12。
如图1-2所示，图中展示本设备的整体结构设置，主要是通过在隧道1的内壁上进行安装静力水准仪2、表面应变计3和应变传感光纤5，以及在隧道1内底部表层内埋设光纤感测光缆，通过光纤传感技术向监测终端进行传递检测信息，方便进行长期检测，同时监测精度高、稳定性高，并且可实时在线监测，随时可查看隧道1内壁是否环向变形，光纤感测技术突破了传统点式感测技术的局限，可实现隧道环向变形的分布式监测，能够比较全面的获得隧道环向变形的信息，从而为隧道环向变形的稳定性评价和灾难预警提供基础性资料。
如图3所示，图中展示本设备的系统布局设置，隧道内进行现场检测的设备安装有静力水准仪2、表面应变计3、摄像机4、应变传感光纤5和监测终端9，以及静力水准仪2和表面应变计3通过光纤传感器与监测终端9之间信号连接，摄像机4通过应变传感光纤5与监测终端9之间信号连接，以及监测终端9与远程的交换机10之间通过网络信号连接，交换机10与监测中心服务器11之间也是通过网络信号连接，方便进行数据信息的传递，便于远程接收，传递效率快、方便省事，本设备整体上结构安装便利，并且各个设备之间传递信息准确稳定。
工作原理：在使用该通过光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置时，在隧道1内上半部的管片顶部以及左右两侧都安装有照明灯12，并且平行间隔设置多排，通过照明灯12进行照亮隧道1内部空间的情况，以及在隧道1内右侧壁上安装有摄像机4，通过摄像机4进行实时拍摄隧道1内部的情况，通过光学镜头6、图形处理器7和图形传感器8进行图形信息的处理，之间将处理处来的信息通过应变传感光纤5传递给监测终端9，以及隧道1内管片与管片之间缝隙口处安装的静力水准仪2和表面应变计3用于检测隧道1环向内壁的沉降变形情况，之后将检测数据通过应变传感光纤5传递给监测终端9，由监测终端9通过网络信号传递给远程的交换机10,交换机10再传递给监测中心服务器11，在隧道监测中心的工作人员可通过监测中心服务器11进行实时监测隧道1内的环向变形情况，可实现隧道环向变形的分布式监测，能够比较全面的获得隧道环向变形的信息，从而为隧道环向变形的稳定性评价和灾难预警提供基础性资料。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，包括隧道(1)、摄像机(4)和应变传感光纤(5),其特征在于：所述隧道(1)内环形内壁上铺设有多组管片，且隧道(1)内环形右侧壁中部通过固定螺钉安装有多组摄像机(4)，并且多组摄像机(4)之间相互平行，同时相邻的左右两组摄像机(4)之间间隔距离相等；
所述隧道(1)内管片与管片的拼接缝隙口处安装有静力水准仪(2)和表面应变计(3)，且静力水准仪(2)位于表面应变计(3)的左上方，同时隧道(1)内管片内侧顶部以及左右两部均安装有一组照明灯(12)。
2.根据权利要求1所述的光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，其特征在于：所述摄像机(4)内安装有光学镜头(6)、图形处理器(7)和图形传感器(8)，且每组摄像机(4)的底部均连接有应变传感光纤(5)，同时隧道(1)内安装的多组摄像机(4)均通过应变传感光纤(5)与监测终端(9)之间光纤信号连接在一起。
3.根据权利要求1所述的光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，其特征在于：所述静力水准仪(2)和表面应变计(3)上均安装有光纤传感器，且静力水准仪(2)和表面应变计(3)均通过光纤传感器与监测终端(9)之间信号连接。
4.根据权利要求2所述的光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，其特征在于：所述监测终端(9)内安装网络信号模块，且监测终端(9)通过4G/5G/局域网与交换机(10)之间远程信号连接。
5.根据权利要求4所述的光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，其特征在于：所述交换机(10)通过局域网与监测中心服务器(11)进行网络信号连接，且监测中心服务器(11)上连接有数据接收器、数据处理器、LED显示屏、打印机设备和报警设备。
6.根据权利要求1所述的光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，其特征在于：所述静力水准仪(2)选用DSZ1精密静力水准仪，且表面应变计(3)选用JMZX-212表面应变计。
7.根据权利要求1所述的光纤感测技术对隧道环向变形分布式监测的装置，其特征在于：所述摄像机(4)底部连接的应变传感光纤(5)的底部均连接在感测光缆上，且感测光缆通过浅表开槽埋设、夹具固定以及现场浇筑的方式植入到隧道(1)的底部表层内。
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