CN219758562U - 一种传感监测光缆布设装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光纤传感技术领域，提供了一种传感监测光缆布设装置，包括光缆，包括呈“U”型弯曲状的弯曲段及两条分别连接于所述弯曲段的端部的延伸段，所述弯曲段的弯曲直径D不小于40 mm；布设组件，包括用于连接所述弯曲段以将所述光缆布设于土体的深孔中的布设结构，所述光缆被配置为光纤传感监测土体。本实用新型通过保证弯曲段的弯曲直径D不小于40 mm，有效减少了弯曲直径D过小而导致的光在光缆内传输产生的光损耗，进而有利于改善光缆监测的可靠性和准确性。

Description

一种传感监测光缆布设装置

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，特别是涉及一种传感监测光缆布设装置。

背景技术

我国的地质环境复杂，铁路、高速公路、煤矿、基坑开挖等工程建设中形成大量的边坡工程，这些大型工程项目存在着边坡失稳、坍塌的风险。为了确保工程结构安全，大型工程项目的监测工作也就越来越重要。

目前，利用传感光缆监测边坡、基坑的土体位移变化是一种常见的结构健康监测方法，该方法通过某种装置把传感光缆放置于钻好的孔内。

基于布里渊原理进行土体应变监测的传感光缆通常会进行U形弯曲，然后将呈U形弯曲的光缆引入到钻孔内进行布设。其中，传感光缆布设的是否良好，直接关系到监测工作的可靠性和准确性。但是在实际布设后的使用中，申请人发现在一些场景中依然存在传感光缆监测精度下降的问题。因此，急需改善光缆的布设。

发明内容

基于此，有必要针对现有的问题，提供一种传感监测光缆布设装置，旨在改善光缆的布设，以保证后续监测工作的可靠性和准确性。

本实用新型的技术方案提供一种传感监测光缆布设装置，包括：

光缆，包括呈“U”型弯曲状的弯曲段及两条分别连接于所述弯曲段的端部的延伸段，所述弯曲段的弯曲直径D不小于40 mm；

布设组件，包括用于连接所述弯曲段以将所述光缆布设于土体的深孔中的布设结构，所述光缆被配置为光纤传感监测土体。

在一些实施方式中，所述弯曲段的弯曲直径D不大于70 mm，所述布设组件的外直径不大于70 mm。

在一些实施方式中，所述布设组件包括：

配重，连接于所述弯曲段；

推杆，包括若干根顺次连接的推杆单体，相邻两个所述推杆单体通过连接件可拆卸固定连接，所述推杆被配置为推压所述配重的顶部，以将所述光缆推送下放至深孔中。

在一些实施方式中，所述推杆单体的外壁上开设有插槽，相邻两个所述推杆单体连接时，其中一个所述推杆单体的一个插槽与另一个所述推杆单体的一个插槽连通，所述连接件的一端插接于其中一个所述插槽中，另一端插接于另一个所述插槽中。

在一些实施方式中，所述插槽为T形槽或者燕尾槽，所述连接件的形状与所述插槽的形状相匹配；和/或，

所述连接件包括杆体部和旋接于所述杆体部上的多个紧固螺栓，所述杆体部插接于所述插槽中，所述紧固螺栓贯穿所述杆体部并限位接触所述插槽的槽底，以使相邻两个所述推杆单体紧固连接；和/或，

所述推杆单体为铝挤压型材。

在一些实施方式中，所述顶部开设有用于插入所述推杆的推送插孔。

在一些实施方式中，所述配重包括：

水泥块，所述弯曲段敷设于所述水泥块中；

金属块，固定于所述水泥块中，所述金属块开设有一凹槽，所述凹槽配合所述水泥块构成所述推送插孔。

在一些实施方式中，所述推杆包括：

插入端，被构造成插入所述推送插孔，所述插入端为非回转体结构，所述推送插孔为与所述插入端形状相适配的非回转体盲孔。

在一些实施方式中，所述光缆为外径为4 mm至6 mm的金属基索状应变感测光缆，所述光缆包括紧包型应力传感光纤，所述紧包型应力传感光纤外周包裹有外层钢索加强件，所述外层钢索加强件的外周包裹有MDPE护套。

在一些实施方式中，传感监测光缆布设装置还包括：

支架，被配置为架设于所述深孔的孔口处；

两个夹持件，设置于所述支架上，两个所述夹持件被配置为一对一的夹持所述光缆伸出于所述深孔的两条延伸段，以使两条所述延伸段分别沿竖直方向延伸拉直。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过用于连接光缆的弯曲段以将所述光缆布设于土体的深孔中的布设结构，来实现光缆在深孔中的布设；同时，其保证弯曲段的弯曲直径D不小于40 mm，有效缓解了由于弯曲段的弯曲直径D过小导致的光缆弯曲折损产生过大光损耗的问题，进而有利于改善光缆监测的可靠性和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一种实施例，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实施例的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的传感监测光缆布设装置的示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的配重的示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的推杆的示意图；

图4为图3中A处的局部放大示意图。

附图标记说明：

X、竖直方向；

1、光缆；11、弯曲段；12、延伸段；D、弯曲直径；

2、布设组件；21、配重；211、推送插孔；212、水泥块；213、金属块；22、推杆；221、推杆单体；2211、插槽；222、连接件；2221、杆体部；2222、紧固螺栓；23、支架；24、夹持件。

实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“液平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征液平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征液平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“液平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

基于布里渊原理进行土体应变监测的传感光缆通常会进行U形弯曲，然后将呈U形弯曲的光缆引入到钻孔内进行布设。其中，传感光缆布设的是否良好，直接关系到监测工作的可靠性和准确性。但是在实际布设后的使用中，申请人发现在一些场景中依然存在传感光缆监测精度下降的问题。因此，急需改善光缆的布设。

参考图1-4，申请人经过研究发现，光缆1在弯曲的过程中会导致纤芯内部的结构受应力而发生变形甚至结构变化，进而会加大光在光缆1内转播时光损耗。因此，合理保证弯曲段11的弯曲直径D能够有效减少因此造成的光损耗，进而提高后续监测的准确性和可靠性。基于此，本实用新型的实施方式提供了一种传感监测光缆布设装置，传感监测光缆布设装置包括光缆1和布设组件2。光缆1包括呈“U”型弯曲状的弯曲段11及两条分别连接于弯曲段11的端部的延伸段12，弯曲段11的弯曲直径D不小于40 mm；布设组件2包括用于连接弯曲段11以将光缆1布设于土体的深孔中的布设结构，光缆1被配置为光纤传感监测土体。进而其通过用于连接光缆1的弯曲段11以将光缆1布设于土体的深孔中的布设结构，来实现光缆1在深孔中的布设；同时，其保证弯曲段11的弯曲直径D不小于40 mm，有效缓解了由于弯曲段11的弯曲直径D过小导致的光缆1弯曲折损产生过大光损耗的问题，进而有利于改善光缆1监测的可靠性和准确性。

具体的，参考图1-4，在一些实施方式中，光缆1为外径为4 mm至6 mm的金属基索状应变感测光缆，优选的外径为5 mm。光缆1包括紧包型应力传感光纤，紧包型应力传感光纤外周包裹有外层钢索加强件，外层钢索加强件的外周包裹有MDPE护套。基于上述技术问题的发现，申请人经过大量试验验证，弯曲直径D不小于40 mm的情况下，光缆1因弯曲导致的光损不会影响其监测精度。

更具体的，在一些实施方式中，可以将光缆1连接与光缆外接监测主机，采用人工一边弯曲一边利用光缆外接监测主机进行监测的方式，记录下光缆1不同弯曲直径D下，以分析应变监测的准确度和可靠性，例如可以采用弯曲直径D为30mm、30.5mm、31mm…49mm、49.5mm、50mm的试验组进行试验。

在实际的布设中，先通过钻孔在基坑、边坡等需要进行监测的位置进行钻孔，然后将光缆1布设于深孔中，再填充水泥浆，以便进行土体的变形、位移监测。而钻孔过大一方面工作量大，布设成本高；另一方面，钻孔的孔径过大也容易破坏或者改变基坑、边坡的土体环境。参考图1-4，在一些实施方式中，经过工程试验及比较得出，弯曲段11的弯曲直径D不大于70 mm，布设组件2的外直径不大于70 mm。本实施方式，进一步限定弯曲段11的弯曲直径D不大于70 mm，布设组件2的外直径不大于70 mm，进而提供一种整体直径适中的传感监测光缆布设装置，可以允许开设小孔径的深孔，来进行布设。而将弯曲段11的弯曲直径D保持在40mm至70mm之间，一方面有利于改善光缆1监测的可靠性和准确性；另一方面，在土体上钻孔时，可以进行适中直径的深孔的钻孔，减少钻孔工作量或者避免钻孔过大对于土体的破坏，可以较好的适用于光缆1的实际工程布设场景。

进一步地，参考图1-4，在一些实施方式中，布设组件2包括配重21和推杆22。配重21连接于弯曲段11；推杆22包括若干根顺次连接的推杆单体221，相邻两个推杆单体221通过连接件222可拆卸固定连接，推杆22被配置为推压配重21的顶部，以将光缆1推送下放至深孔中。一方面，采用配重21，依靠配重21的重力可以实现对光缆1的自然拉紧，使得光缆1以一定的拉紧预应力保持拉直的下放到深孔中；另一方面，采用推杆22可以进一步推压配重21，以提供更大且灵活可变的推力来下放光缆1；而且，推杆22包括若干根顺次连接的推杆单体221采用分体设计结构，便于分段装卸、存储、运输、更换、维护。

在一些实施方式中，参考图1-4，推杆单体221的外壁上开设有插槽2211，相邻两个推杆单体221连接时，其中一个推杆单体221的一个插槽2211与另一个推杆单体221的一个插槽2211连通，连接件222的一端插接于其中一个插槽2211中，另一端插接于另一个插槽2211中，进而通过连接件222插接插槽2211的方式实现推杆单体221的互联，结构简单，可根据需要灵活选择不同长度的连接件222进行插接连接，整体结构更加灵活。进一步地，推杆单体221的外壁上开设有多个插槽2211，插槽2211可以有两个、三个、四个或者更多个。多个插槽2211沿推杆单体221的周向间隔布置，各插槽2211分别沿推杆单体221的长度方向延伸，进而可以使得相邻的两个推杆单体221的连接更加稳定、可靠。

在一些实施方式中，参考图1-4，插槽2211为T形槽或者燕尾槽，连接件222的形状与插槽2211的形状相匹配，进而通过连接件222插接的方式，便可实现相邻两个推杆单体221沿自身的长度方向的延伸且稳定的连接。

进一步地，参考图1-4，在一些实施方式中，连接件222包括杆体部2221和旋接于杆体部2221上的多个紧固螺栓2222，杆体部2221插接于插槽2211中，紧固螺栓2222贯穿杆体部2221并限位接触插槽2211的槽底，以使相邻两个推杆单体221紧固连接，进而进一步加固连接的稳定性，使得连接后不容易脱落。在一些实施方式中，推杆单体221为铝挤压型材，其为空心铝型材，结构简单，成本低，重量轻。

参考图1-4，在一些实施方式中，配重21的顶部开设有用于插入推杆22的推送插孔211。通过开设推送插孔211，使得推杆22插入，可以避免在深孔中，通过推杆22向孔底推压配重21时，配重21发生摆动偏位，而使得推杆22无法施加推力的问题；其有效的锁定了推杆22和配重21的相对位置，防止转动或者滑脱。

进一步地，参考图1-4，在一些实施方式中，配重21包括水泥块212和金属块213。弯曲段11敷设于水泥块212中；金属块213固定于水泥块212中，金属块213开设有一凹槽，凹槽配合水泥块212构成推送插孔211。金属块213优选采用铁块或者不锈钢块，刚度高，不易变形，成本低。

进一步地，参考图1-4，在一些实施方式中，推杆22包括插入端。插入端被构造成插入推送插孔211，插入端为非回转体结构，推送插孔211为与插入端形状相适配的非回转体盲孔。非回转体结构的轮廓可以为长方柱或者三角柱等形状，非回转体盲孔可以为长方孔、三角孔等。非回转体结构可以保证推杆22插入推送插孔211后，可以通过旋拧推杆22的方式来转动调整配重21的状态，以避免下放过程中，分布式线缆发生扭转缠绕，而无法使用。

进一步地，参考图1-4，在一些实施方式中，传感监测光缆布设装置还包括支架23和两个夹持件24。支架23被配置为架设于深孔的孔口处；两个夹持件24设置于支架23上，两个夹持件24被配置为一对一的夹持光缆1伸出于深孔的两条延伸段12，以使两条延伸段12分别沿竖直方向X延伸拉直。

在光缆1的下放过程中，一方面可以通过夹持件24提供一定的夹紧力来夹持光缆1，以为施工者提供拉力，平衡下放时配重21的重力；可以使得光缆1以一定的预应力被竖直的拉直，进而提高在深孔中布设的精确度；另一方面，当配重21下放到孔底位置，也可以完全通过夹持件24来夹紧延伸段12，进而使得光缆1的延伸段12保持以一定的预应力竖直拉紧，进而施工者可以进行后续的水泥浆填充工作，降低施工者的工作量。需要说明的是，夹持件24采用现有的夹紧钳或者其他通用夹具即可，具体不做限定。

最后应说明的是，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的其中一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种传感监测光缆布设装置，其特征在于，包括：

光缆（1），包括呈“U”型弯曲状的弯曲段（11）及两条分别连接于所述弯曲段（11）的端部的延伸段（12），所述弯曲段（11）的弯曲直径D不小于40 mm；

布设组件（2），包括用于连接所述弯曲段（11）以将所述光缆（1）布设于土体的深孔中的布设结构，所述光缆（1）被配置为光纤传感监测土体。

2.根据权利要求1所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述弯曲段（11）的弯曲直径D不大于70 mm，所述布设组件（2）的外直径不大于70 mm。

3.根据权利要求1所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述布设组件（2）包括：

配重（21），连接于所述弯曲段（11）；

推杆（22），包括若干根顺次连接的推杆单体（221），相邻两个所述推杆单体（221）通过连接件（222）可拆卸固定连接，所述推杆（22）被配置为推压所述配重（21）的顶部，以将所述光缆（1）推送下放至深孔中。

4.根据权利要求3所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述推杆单体（221）的外壁上开设有插槽（2211），相邻两个所述推杆单体（221）连接时，其中一个所述推杆单体（221）的一个插槽（2211）与另一个所述推杆单体（221）的一个插槽（2211）连通，所述连接件（222）的一端插接于其中一个所述插槽（2211）中，另一端插接于另一个所述插槽（2211）中。

5.根据权利要求4所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述插槽（2211）为T形槽或者燕尾槽，所述连接件（222）的形状与所述插槽（2211）的形状相匹配；和/或，

所述连接件（222）包括杆体部（2221）和旋接于所述杆体部（2221）上的多个紧固螺栓（2222），所述杆体部（2221）插接于所述插槽（2211）中，所述紧固螺栓（2222）贯穿所述杆体部（2221）并限位接触所述插槽（2211）的槽底，以使相邻两个所述推杆单体（221）紧固连接；和/或，

所述推杆单体（221）为铝挤压型材。

6.根据权利要求3所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述顶部开设有用于插入所述推杆（22）的推送插孔（211）。

7.根据权利要求6所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述配重（21）包括：

水泥块（212），所述弯曲段（11）敷设于所述水泥块（212）中；

金属块（213），固定于所述水泥块（212）中，所述金属块（213）开设有一凹槽，所述凹槽配合所述水泥块（212）构成所述推送插孔（211）。

8.根据权利要求6所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述推杆（22）包括：

插入端，被构造成插入所述推送插孔（211），所述插入端为非回转体结构，所述推送插孔（211）为与所述插入端形状相适配的非回转体盲孔。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述光缆（1）为外径为4 mm至6 mm的金属基索状应变感测光缆，所述光缆（1）包括紧包型应力传感光纤，所述紧包型应力传感光纤外周包裹有外层钢索加强件，所述外层钢索加强件的外周包裹有MDPE护套。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的传感监测光缆布设装置，其特征在于，所述布设组件（2）还包括：

支架（23），被配置为架设于所述深孔的孔口处；

两个夹持件（24），设置于所述支架（23）上，两个所述夹持件（24）被配置为一对一的夹持所述光缆（1）伸出于所述深孔的两条延伸段（12），以使两条所述延伸段（12）分别沿竖直方向（X）延伸拉直。