JP6517373B2 - 分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム - Google Patents
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Description
浸透流形態識別装置と、浸透測定用の特製光ファイバーと、光ファイバー較正装置と、光ファイバー配置装置とを含み、前記浸透測定用の特製光ファイバーは、前記光ファイバー較正装置によって較正された後、前記光ファイバー配置装置によって監視する領域に取り付けられ、前記浸透流形態識別装置に接続され、
前記光ファイバー配置装置は、屈曲台座、及び前記屈曲台座の上にある案内路を有し、前記案内路の中部に案内溝が設けられ、前記案内溝の内に、配置する前記浸透測定用の特製光ファイバーが取り付けられ、前記案内路は第1の直線分、第2の直線分、及び前記第1の直線分と前記第2の直線分を接続する屈曲分を含み、前記第1の直線分がいくつかの第1の締め装置によって前記屈曲台座に固定され、前記屈曲分の中部内側に径変更ステージが接続され、前記径変更ステージの一端に、円案内ステージを貫通する径変更接続柱が接続され、前記円案内ステージの両側に、前記円案内ステージにネジ接続される円接続柱が設けられ、前記円接続柱に円接続柱レバーが接続され、前記径変更ステージのもう一端に、先端に円弧が設けられ、緩く固定する栓が接続され、前記緩く固定する栓に、前記案内路が貫通する案内穴が設けられ、前記案内穴の内に押しプレートが設けられ、前記押しプレートに押しロッドが接続され、前記押しロッドと前記緩く固定する栓がネジ接続され、前記第2の直線分に第2の締め装置が取り付けられ、前記第2の締め装置の底部に凸出ステージが延設され、前記凸出ステージは夾角45°の平行四辺形を底面とする四角柱であり、前記屈曲台座に、前記第1の直線分との夾角と前記第2の直線分との夾角とが45°であるレール溝が設けられ、前記凸出ステージが前記レール溝に沿って移動し、前記屈曲台座の上に前記第2の直線分に平行する鉛直目盛りが設けられ、前記鉛直目盛りのゼロ点は、配置する前記浸透測定用の特製光ファイバーと最も右の前記第1の締め装置との交点であり、前記レール溝の起点は前記鉛直目盛りの前記ゼロ点にあり、前記屈曲分と前記第1の直線分が交差する位置に、前記屈曲分に対して接線となる第1の半径尺が設けられ、前記屈曲分と前記第2の直線分が交差する位置に、前記屈曲分に対して接線となる第2の半径尺が設けられる、分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システムである。
浸透測定用の特製光ファイバーを、スパイラル状で光ファイバー較正装置に配置し、前記光ファイバー較正装置によって、配置する前記浸透測定用の特製光ファイバーの温度係数を決定するステップ1と、
設計要求に応じて光ファイバー配置装置の数を定め、その後決定された前記浸透測定用の特製光ファイバーを水理構造物の測定する領域に固定するステップ2と、
配置された前記浸透測定用の特製光ファイバーを浸透流形態識別装置によって駆動し、情報を取得して分析を行い、前記水理構造物の浸透流の形態を識別するステップ3と、
を含む、分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システムによる検知方法である。
図1〜図11に示すように、本発明の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システムは、浸透測定用の特製光ファイバー143と、光ファイバー較正装置と、光ファイバー配置装置と、浸透流形態識別装置とを含み、光ファイバー較正装置を用いて浸透測定用の特製光ファイバー143を現場で較正した後、光ファイバー配置装置によって浸透測定用の特製光ファイバー143を敷設してテストを実施し、テストが成功した後、浸透流形態識別装置を組み込んで情報の取得、処理及び分析を行う。
案内路3は、第1の直線分、第2の直線分、及び第1の直線分と第2の直線分を接続する屈曲分を含み、第1の直線分がいくつかの第1の締め装置4によって屈曲台座1に固定される。屈曲分の中部内側に径変更ステージ6が接続される。径変更ステージ6の一端に、円案内ステージ19を貫通する径変更接続柱12が接続される。円案内ステージ19の両側に、円案内ステージ19にネジ接続される円接続柱14が設けられ、円接続柱14に円接続柱レバー13が接続される。径変更ステージ6のもう一端に、先端に円弧が設けられ、緩く固定する栓が接続され、緩く固定する栓に、案内路3が貫通する案内穴17が設けられる。案内穴17に押しプレート16が設けられ、押しプレート16に押しロッド15が接続され、押しロッド15と緩く固定する栓がネジ接続される。
第2の直線分に第2の締め装置50が取り付けられ、第2の締め装置50の底部に凸出ステージ504が延設され、凸出ステージ504の断面は夾角45°の平行四辺形である。屈曲台座1に、第1の直線分及び第2の直線分との夾角45°のレール溝が設けられ、凸出ステージがレール溝に沿って移動する。屈曲台座1の上に第2の直線分に平行する鉛直目盛りが設けられ、鉛直目盛りのゼロ点は、配置する浸透測定用の特製光ファイバーと最も右の第1の締め装置4との交点であり、レール溝の起点は鉛直目盛りのゼロ点にあり、屈曲分と第1の直線分が交差する位置に、屈曲分に対して接線となる第1の半径尺5が設けられ、屈曲分と第2の直線分が交差する位置に、屈曲分に対して接線となる第2の半径尺9が設けられる。
第1の締め装置4は、第1の接続案内ステージ41と、第1の接続案内ステージ41にネジ接続される第1の締めロッド42及び第1のハンドル43を有する。第1の接続案内ステージ41は直方体の塊であり、第1の接続案内ステージ41の下方に案内路3が貫通する第1の凹溝が設けられ、第1の凹溝内に、案内路3の上方にある第1の圧しプレート44が設けられる。第1の締めロッド42の下方に第1の圧しプレート44が接続され、第1の締めロッド42の上方に第1のハンドル43が取り付けられる。
第2の締め装置50は、第2の接続案内ステージ501と、第2の接続案内ステージ501にネジ接続される第2の締めロッド505及び第2のハンドル506を有する。第2の接続案内ステージ506の下方に案内路3が貫通する第2の凹溝が設けられ、第2の凹溝内に、案内路3の上方にある第2の圧しプレート502が設けられる。第2の締めロッド505の下方に第2の圧しプレート502が接続され、第2の締めロッド505の上方に第2のハンドル506が取り付けられる。第2の接続案内ステージ504の両側に凸出部503が延設され、第2の接続案内ステージ501の下方に凸出ステージ104が延設される。凸出ステージ504の断面が夾角45°の平行四辺形であり、第2の接続案内ステージ501と凸出ステージ104は夾角45°を成す。
これによって、第1の直線分と第2の直線分は夾角90°を成すことが保証され、角度の誤差が取り除かれる。
屈曲台座1上に、第1の直線分及び第2の直線分との夾角45°のレール溝が設けられ、凸出ステージ504がレール溝に沿って移動する。屈曲台座1に、第2の直線分に平行する鉛直目盛り11が設けられ、鉛直目盛り11のゼロ点は、測定する光ファイバー2と最も右の第1の締め装置4との交点であり、レール溝の起点は、鉛直目盛り11のゼロ点にある。屈曲分と第1の直線分が交差する位置に、屈曲分に対して接線となる第1の半径尺5が設けられ、屈曲分と第2の直線分が交差する位置に、屈曲分に対して接線となる第2の半径尺9が設けられる。第1の半径尺5の末端に覆われて第1の半径縮尺8が設けられ、第2の半径尺9の末端に覆われて第2の半径縮尺7が設けられる。
第2の温度制御ゲージ308は第2の温度制御ゲージ308の導線によって第3の電気遮断バネ319に接続され、第3の電気遮断バネ319が第3の導電磁石320に接続され、第3の導電磁石320が第3の導電鉄塊321に対向して設置される。第3の導電磁石320は熱抵抗スイッチ327によって電源に接続され、電源が電磁回路スイッチ329に接続される。
パワー温度制御ゲージ310は、パワー温度制御導線によって第3の導電鉄塊321及び第2の導電鉄塊322に接続される。第2の導電鉄塊322と第3の導電鉄塊321が直列に接続され、第2の導電磁石323と第3の導電磁石320が直列に接続され、第2の導電磁石323と第2の電気遮断バネ318が直列に接続される。
接続軸313の下端がネジによってハード内保護層356に取り付けられ、接続軸313の先端がネジによって頂板302に接続され、頂板302の上端面がカバーネット339に接続され、接続軸313の下端がネジによってハード内保護層356に取り付けられ、接続軸313の先端がネジによって頂板302に接続され、頂板302の上端面がカバーネット339に接続される。
カバーネット339が頂板302及び接続軸313に沿って環方向に設置され、温源となるヒータ線353がヒータ線放置層350に沿って底から全体的に環方向に設置される。遮熱中間層349、ハード内保護層356の温源となるヒータ線353に近い側に保護のための金属保護層が設けられる。
第1の電子温度計341及び第2の電子温度計345はそれぞれハード内保護層356内にある電気導線によって第1の温度制御ゲージ306及び第2の温度制御ゲージ308に接続される。
浸透測定用の特製光ファイバー143、温源となるヒータ線353及び圧力進水管330は、それぞれ遮熱筒の筒壁を貫通する。
第2のメッシュフィルター206の外側が第1のメッシュフィルター205に接続され、第1のメッシュフィルター205に第1のメッシュスルーホール204が配置される。弾性ハードリング213及び浸透防止・遮熱ハードカラー214は不規則な四辺形枠であり、四辺形枠における四辺が内へ凹み、四辺形枠における四角の角は、丸まっている。
外ジャケット保護管201は4本あり、それぞれシングルコア光ファイバー211の0°、90°、180°、270°の径方向にある。
第1のメッシュフィルター205及び第2のメッシュフィルター206ともは浸透防止・遮熱ハードカラー214内にある。
保護プレート溝301に沿って保護プレート横レール304が付けられる遮熱のハード保護プレート300を中へ押し、最後に、較正装置全体を閉鎖して、浸透測定用の特製光ファイバー143を光ファイバー温度復調器に引き、光ファイバー温度復調器をオンにする。
第1の温度制御ゲージ306及び第2の温度制御ゲージ308を加熱すべき温度値に調節し、電源をオンにして、第3の導電磁石320、第2の導電磁石323、第1の導電磁石325を用いてそれぞれ第3の導電鉄塊321、第2の導電鉄塊322、第1の導電鉄塊324を吸着し、パワー温度制御ゲージ310によって温源となるヒータ線353に電気を流して加熱する。
設定温度に達すると、熱抵抗スイッチ327によって第3の導電磁石320、第2の導電磁石323、第1の導電磁石325の磁性を除き、その後、第3の電気遮断バネ319、第2の電気遮断バネ318、第1の電気遮断バネ317を介して第3の導電鉄塊321、第2の導電鉄塊322、第1の導電鉄塊324をそれぞれ第3の導電磁石320、第2の導電磁石323、第1の導電磁石325から弾かせ、恒温を保持して較正が始まる。
第1の温度制御ゲージ306及び第2の温度制御ゲージ308が、降温すべき値に達した後、熱抵抗スイッチ327によって第3の導電磁石320、第2の導電磁石323、第1の導電磁石325の磁性を除き、第3の電気遮断バネ319、第2の電気遮断バネ318、第1の電気遮断バネ317によって温度降下を一定にし、この温度降下値で較正を行う。
案内路3の上を第2の締め装置50で覆い、案内路3を折り曲げ、浸透測定用の特製光ファイバー143が必要とする屈曲曲率半径に基づいて、鉛直目盛りによって第1の締め装置4をおおよそにレール溝に置き、屈曲分と第1の直線分が交差する位置に、屈曲分に対して接線となる第1の半径尺5を設置し、屈曲分と第2の直線分がお互いに交差する位置に、屈曲分に対して接線となる第2の半径尺9を設置し、第1の半径尺5と第2の半径尺9の交差点に基づいて、第1の半径尺の示度を読み出す。
円接続柱14を回転させ、径変更接続柱12を締め、押しロッド15を回転させ、押しロッド15の移動によって押しプレート16を案内路3に十分に接触させ、案内路3を固定する。
凸出部503を取り付けて、ボルトによって第2の締め装置50を屈曲台座1に固定し、第2の締めロッド505を回転させて浸透測定用の特製光ファイバー143を固定する。
同期制御機102及びコンピュータ142をオンにし、敷設された浸透測定用の特製光ファイバー143に対して二回目の通路の探測を行う。
複雑な構造領域において、予備のために複数の浸透測定用の特製光ファイバー143を平行に配置する必要がある。
浸透測定用の特製光ファイバー143を恒温室129によって光路カップラー127に接続する。
エラーが発生しない場合、同期制御機102によって測定する浸透測定用の特製光ファイバー143のパルス光情報を変調し、取得器141によってパルス光情報データーを取得し、その後、データー情報を集めてコンピュータ142へフィードバックして分析し、さらに同期制御機102を調節して制御する。
リモートクラウドデーターベースが配置されるモジュール100によって、情報を集めて監視情報管理・分析・評価モジュール101に送信する。
さらに、浸透流が測定する領域において自由水面のパスを形成する場合、水と外部環境の交換によって持ち運ばれる相対的な熱量値はパスの各処では基本的に同じであるため、水理構造物の上下流に沿って構造面へ温度差値が同じ位置をつなぎ、水理構造物の上下流から構造面へ交差する線は浸潤線であり、水理構造物の浸透流の状況の検知が実現できる。
(付記1)
浸透流形態識別装置と、浸透測定用の特製光ファイバーと、光ファイバー検定装置と、光ファイバー配置装置とを含み、前記浸透測定用の特製光ファイバーは、前記光ファイバー検定装置によって検定されて合格とされた後、前記光ファイバー配置装置によって監視する領域に取り付けられ、前記浸透流形態識別装置に接続され、
前記光ファイバー配置装置は、屈曲台座、及び前記屈曲台座の上にある案内路を有し、前記案内路の中部に案内溝が設けられ、前記案内溝の内に、配置する前記浸透測定用の特製光ファイバーが取り付けられ、前記案内路は第1の直線分、第2の直線分、及び前記第1の直線分と前記第2の直線分を接続する屈曲分を含み、前記第1の直線分がいくつかの第1の締め装置によって前記屈曲台座に固定され、前記屈曲分の中部内側に径変更ステージが接続され、前記径変更ステージの一端に、円案内ステージを貫通する径変更接続柱が接続され、前記円案内ステージの両側に、前記円案内ステージにネジ接続される円接続柱が設けられ、前記円接続柱に円接続柱レバーが接続され、前記径変更ステージのもう一端に、先端に円弧が設けられ、緩めて固着する栓が接続され、前記緩めて固着する栓に、前記案内路が貫通する案内穴が設けられ、前記案内穴の内に押しプレートが設けられ、前記押しプレートに押しロッドが接続され、前記押しロッドと前記緩めて固着する栓がネジ接続され、前記第2の直線分に第2の締め装置が取り付けられ、前記第2の締め装置の底部に凸出ステージが延設され、前記凸出ステージの断面が夾角45°の平行四辺形であり、前記屈曲台座に、前記第1の直線分及び前記第2の直線分との夾角45°のレール溝が設けられ、前記凸出ステージが前記レール溝に沿って移動し、前記屈曲台座の上に前記第2の直線分に平行する鉛直目盛りが設けられ、前記鉛直目盛りのゼロ点は、配置する前記浸透測定用の特製光ファイバーと最も右の前記第1の締め装置との交点であり、前記レール溝の起点は前記鉛直目盛りの前記ゼロ点にあり、前記屈曲分と前記第1の直線分が交差する位置に、前記屈曲分に対して接線となる第1の半径尺が設けられ、前記屈曲分と前記第2の直線分が交差する位置に、前記屈曲分に対して接線となる第2の半径尺が設けられる、
ことを特徴とする分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
前記第1の半径尺の末端に覆われて第1の半径縮尺が設けられ、前記第2の半径尺の末端に覆われて第2の半径縮尺が設けられる、
ことを特徴とする付記1に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
前記第1の締め装置は、第1の接続案内ステージと、前記第1の接続案内ステージにネジ接続される第1の締めロッド及び第1のハンドルを有し、前記第1の接続案内ステージは直方体の塊であり、前記第1の接続案内ステージの下方に前記案内路が貫通する第1の凹溝が設けられ、前記第1の凹溝の内に、前記案内路の上方にある第1の圧しプレートが設けられ、前記第1の締めロッドの下方に前記第1の圧しプレートが接続され、前記第1の締めロッドの上方に前記第1のハンドルが取り付けられ、前記第2の締め装置は、第2の接続案内ステージと、前記第2の接続案内ステージにネジ接続される第2の締めロッド及び第2のハンドルを有し、前記第2の接続案内ステージの下方に前記案内路が貫通する第2の凹溝が設けられ、前記第2の凹溝の内に、前記案内路の上方にある第2の圧しプレートが設けられ、前記第2の締めロッドの下方に前記第2の圧しプレートが接続され、前記第2の締めロッドの上方に前記第2のハンドルが取り付けられ、前記第2の接続案内ステージの下方に前記凸出ステージが延設され、前記第2の接続案内ステージの両側に凸出部が延設される、
ことを特徴とする付記2に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
前記光ファイバー検定装置は、遮熱筒、及び前記遮熱筒にあって前記遮熱筒の軸線の周りに環方向に設置されるいくつかの検定モジュールを有し、前記検定モジュールは、接続軸、第1の電子温度計及び第2の電子温度計を含み、前記接続軸に検定する前記浸透測定用の特製光ファイバーが巻き付けられ、前記浸透測定用の特製光ファイバーが前記遮熱筒の外の光ファイバー温度復調器に接続され、前記第1の電子温度計及び前記第2の電子温度計がそれぞれ前記遮熱筒の外の第1の温度制御ゲージ及び第2の温度制御ゲージに接続され、前記遮熱筒の筒壁内に前記遮熱筒の内の水を加熱するための温源となるヒータ線が設けられ、前記温源となるヒータ線が前記遮熱筒の外のパワー温度制御ゲージに接続され、前記第1の温度制御ゲージが前記第1の温度制御ゲージの導線によって第1の電気遮断バネ及び第2の電気遮断バネに接続され、前記第1の電気遮断バネが第1の導電磁石に接続され、前記第1の導電磁石が電磁回路スイッチ及び第2の導電磁石に直列に接続され、前記第1の導電磁石が第1の導電鉄塊に対向して設置され、前記第1の導電鉄塊がポンプに前記ポンプのケーブルによって接続され、前記ポンプが循環水タンクの内にあり、前記ポンプが圧力進水管によって前記循環水タンクの内の水を前記遮熱筒の内に輸送し、前記第2の温度制御ゲージが前記第2の温度制御ゲージの導線によって第3の電気遮断バネに接続され、前記第3の電気遮断バネが第3の導電磁石に接続され、前記第3の導電磁石が第3の導電鉄塊に対向して設置され、前記第3の導電磁石が熱抵抗スイッチによって電源に接続され、前記電源が電磁回路スイッチに接続され、前記パワー温度制御ゲージは、パワー温度制御導線によって前記第3の導電鉄塊及び第2の導電鉄塊に接続され、前記第2の導電鉄塊と前記第3の導電鉄塊が直列に接続され、前記第2の導電磁石と前記第3の導電磁石が直列に接続され、前記第2の導電磁石と前記第2の電気遮断バネが直列に接続される、
ことを特徴とする付記3に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
前記遮熱筒は筒胴体及び筒蓋を含み、前記筒胴体が外から内までハード外保護筒、遮熱中間層、ヒータ線放置層及びハード内保護層を有し、前記筒蓋は遮熱のハード保護プレートであり、前記筒胴体の先頭に保護プレート溝が設けられ、前記遮熱のハード保護プレートの下方に、前記保護プレート溝に沿って移動可能な保護プレート横レールが取り付けられ、前記接続軸の下端がネジによって前記ハード内保護層に取り付けられ、前記接続軸の先端が頂板ネジによって頂板に接続され、前記頂板の上端面がカバーネットに接続される、
ことを特徴とする付記4に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
前記カバーネットは、前記頂板及び前記接続軸に沿って環方向に設置され、前記温源となるヒータ線が前記ヒータ線放置層に沿って底から全体的に環方向に設置され、前記遮熱中間層、前記ハード内保護層の前記温源となるヒータ線に近い側に保護のための金属保護層が設けられる、
ことを特徴とする付記5に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
前記浸透流形態識別装置は、光路カップラー及び同期制御機を有し、前記浸透測定用の特製光ファイバーが垂直に交差して水理構造物の浸透流の形態の監視領域において敷設され、前記浸透測定用の特製光ファイバーが前記光路カップラーに接続され、前記浸透測定用の特製光ファイバーと前記光路カップラーとの間に監視恒温室が設けられ、前記同期制御機が順次にモードロックレーザー機器、第1の合分波器、偏光ビームスプリッタ、セパレータ、ノンリニア増幅器、格子対、液晶空間光変調器、回折格子、反射ミラー、ビームスプリッタ、ノンリニア結晶、スペクトロメーター、及びマイケルソン干渉計に接続され、前記マイケルソン干渉計の出力端が前記光路カップラーに接続され、前記光路カップラーの出力端がそれぞれディテクタ及び第2の光スプリッタに接続され、前記ディテクタがデジタル信号処理器に接続され、前記第2の光スプリッタがアンプ回路によって前記デジタル信号処理器に接続され、前記デジタル信号処理器の出力端がそれぞれ前記同期制御機及び取得器に接続され、前記取得器の出力端がそれぞれ前記同期制御機及びコンピュータに接続され、前記コンピュータはリモートクラウドデーターベースが配置されるモジュールに接続され、前記リモートクラウドデーターベースが配置されるモジュールは情報を集めて、監視情報管理・分析・評価モジュールに送信する、
ことを特徴とする付記6に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
前記アンプ回路は、並列に接続される第1のアンプ回路、第2のアンプ回路及び第3のアンプ回路を含み、前記第1のアンプ回路は、順次に接続される第1のフォトダイオード、第3のアンプ及びストークス受信器を含み、前記第2のアンプ回路は、順次に接続される第2のフォトダイオード、第4のアンプ及び反ストークス受信器を含み、前記第3のアンプ回路は、順次に接続される第3のフォトダイオード、第5のアンプ及びレイリー光受信器を含み、前記第1のフォトダイオード、前記第2のフォトダイオード及び前記第3のフォトダイオードがそれぞれ前記第2の光スプリッタの出力端に接続される、
ことを特徴とする付記7に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
前記マイケルソン干渉計の出力端がフォトスイッチに接続され、前記フォトスイッチにL側スイッチとR側スイッチの両方が設置され、前記L側スイッチが主フェムト秒パルスの入力端に接続され、前記R側スイッチが副フェムト秒パルスに接続され、前記主フェムト秒パルスの主フェムト秒パルス光が第1のアンプの光信号入力端に入り、前記副フェムト秒パルスの副フェムト秒パルス光が第2のアンプの光信号入力端を通過し、前記第1のアンプの光信号出力端子が第1の光スプリッタの入力端子に接続され、前記第1の光スプリッタの出力端子がそれぞれ第2の光フィルタの信号入力端子及び第3の光フィルタの信号入力端子に接続され、前記第2のアンプの光信号出力端子が第1の光フィルタの光信号入力端子に接続され、前記第1の光フィルタ、前記第2の光フィルタ及び前記第3の光フィルタの出力端が第2の合分波器の入力端に接続され、前記第2の合分波器の出力端が前記第2の光スプリッタの入力端に接続される、
ことを特徴とする付記8に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
浸透測定用の特製光ファイバーを、スパイラル状で光ファイバー検定装置に配置し、前記光ファイバー検定装置によって、配置する前記浸透測定用の特製光ファイバーの温度係数を決定するステップ1と、
設計要求に応じて光ファイバー配置装置の数を定め、その後決定された前記浸透測定用の特製光ファイバーを水理構造物の測定する領域に固定するステップ2と、
配置された前記浸透測定用の特製光ファイバーを浸透流形態識別装置によって駆動し、情報を取得して分析を行い、前記水理構造物の浸透流の形態を識別するステップ3と、を含む、
ことを特徴とする付記1から9のいずれか1つに記載の分布型光ファイバーで、水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システムによる検知方法。
Claims (9)
- 浸透流形態識別装置と、浸透測定用の特製光ファイバーと、光ファイバー較正装置と、光ファイバー配置装置とを含み、前記浸透測定用の特製光ファイバーは、前記光ファイバー較正装置によって較正された後、前記光ファイバー配置装置によって監視する領域に取り付けられ、前記浸透流形態識別装置に接続され、
前記光ファイバー配置装置は、屈曲台座、及び前記屈曲台座の上にある案内路を有し、前記案内路の中部に案内溝が設けられ、前記案内溝の内に、配置する前記浸透測定用の特製光ファイバーが取り付けられ、前記案内路は第1の直線分、第2の直線分、及び前記第1の直線分と前記第2の直線分を接続する屈曲分を含み、前記第1の直線分がいくつかの第1の締め装置によって前記屈曲台座に固定され、前記屈曲分の中部内側に径変更ステージが接続され、前記径変更ステージの一端に、円案内ステージを貫通する径変更接続柱が接続され、前記円案内ステージの両側に、前記円案内ステージにネジ接続される円接続柱が設けられ、前記円接続柱に円接続柱レバーが接続され、前記径変更ステージのもう一端に、先端に円弧が設けられ、緩く固定する栓が接続され、前記緩く固定する栓に、前記案内路が貫通する案内穴が設けられ、前記案内穴の内に押しプレートが設けられ、前記押しプレートに押しロッドが接続され、前記押しロッドと前記緩く固定する栓がネジ接続され、前記第2の直線分に第2の締め装置が取り付けられ、前記第2の締め装置の底部に凸出ステージが延設され、前記凸出ステージは夾角45°の平行四辺形を底面とする四角柱であり、前記屈曲台座に、前記第1の直線分との夾角と前記第2の直線分との夾角とが45°であるレール溝が設けられ、前記凸出ステージが前記レール溝に沿って移動し、前記屈曲台座の上に前記第2の直線分に平行する鉛直目盛りが設けられ、前記鉛直目盛りのゼロ点は、配置する前記浸透測定用の特製光ファイバーと最も右の前記第1の締め装置との交点であり、前記レール溝の起点は前記鉛直目盛りの前記ゼロ点にあり、前記屈曲分と前記第1の直線分が交差する位置に、前記屈曲分に対して接線となる第1の半径尺が設けられ、前記屈曲分と前記第2の直線分が交差する位置に、前記屈曲分に対して接線となる第2の半径尺が設けられる、
ことを特徴とする分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。 - 前記第1の半径尺の末端に覆われて第1の半径縮尺が設けられ、前記第2の半径尺の末端に覆われて第2の半径縮尺が設けられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。 - 前記第1の締め装置は、第1の接続案内ステージと、前記第1の接続案内ステージにネジ接続される第1の締めロッド及び第1のハンドルを有し、前記第1の接続案内ステージは直方体の塊であり、前記第1の接続案内ステージの下方に前記案内路が貫通する第1の凹溝が設けられ、前記第1の凹溝の内に、前記案内路の上方にある第1の圧しプレートが設けられ、前記第1の締めロッドの下方に前記第1の圧しプレートが接続され、前記第1の締めロッドの上方に前記第1のハンドルが取り付けられ、前記第2の締め装置は、第2の接続案内ステージと、前記第2の接続案内ステージにネジ接続される第2の締めロッド及び第2のハンドルを有し、前記第2の接続案内ステージの下方に前記案内路が貫通する第2の凹溝が設けられ、前記第2の凹溝の内に、前記案内路の上方にある第2の圧しプレートが設けられ、前記第2の締めロッドの下方に前記第2の圧しプレートが接続され、前記第2の締めロッドの上方に前記第2のハンドルが取り付けられ、前記第2の接続案内ステージの下方に前記凸出ステージが延設され、前記第2の接続案内ステージの両側に凸出部が延設される、
ことを特徴とする請求項2に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。 - 前記光ファイバー較正装置は、遮熱筒、及び前記遮熱筒にあって前記遮熱筒の軸線の周りに環方向に設置されるいくつかの較正モジュールを有し、前記較正モジュールは、接続軸、第1の電子温度計及び第2の電子温度計を含み、前記接続軸に較正する前記浸透測定用の特製光ファイバーが巻き付けられ、前記浸透測定用の特製光ファイバーが前記遮熱筒の外の光ファイバー温度復調器に接続され、前記第1の電子温度計及び前記第2の電子温度計がそれぞれ前記遮熱筒の外の第1の温度制御ゲージ及び第2の温度制御ゲージに接続され、前記遮熱筒の筒壁内に前記遮熱筒の内の水を加熱するための温源となるヒータ線が設けられ、前記温源となるヒータ線が前記遮熱筒の外のパワー温度制御ゲージに接続され、前記第1の温度制御ゲージが前記第1の温度制御ゲージの導線によって第1の電気遮断バネ及び第2の電気遮断バネに接続され、前記第1の電気遮断バネが第1の導電磁石に接続され、前記第1の導電磁石が電磁回路スイッチ及び第2の導電磁石に直列に接続され、前記第1の導電磁石が第1の導電鉄塊に対向して設置され、前記第1の導電鉄塊がポンプに前記ポンプのケーブルによって接続され、前記ポンプが循環水タンクの内にあり、前記ポンプが圧力進水管によって前記循環水タンクの内の水を前記遮熱筒の内に輸送し、前記第2の温度制御ゲージが前記第2の温度制御ゲージの導線によって第3の電気遮断バネに接続され、前記第3の電気遮断バネが第3の導電磁石に接続され、前記第3の導電磁石が第3の導電鉄塊に対向して設置され、前記第3の導電磁石が熱抵抗スイッチによって電源に接続され、前記電源が電磁回路スイッチに接続され、前記パワー温度制御ゲージは、パワー温度制御導線によって前記第3の導電鉄塊及び第2の導電鉄塊に接続され、前記第2の導電鉄塊と前記第3の導電鉄塊が直列に接続され、前記第2の導電磁石と前記第3の導電磁石が直列に接続され、前記第2の導電磁石と前記第2の電気遮断バネが直列に接続される、
ことを特徴とする請求項3に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。 - 前記遮熱筒は筒胴体及び筒蓋を含み、前記筒胴体が外から内に順に、ハード外保護筒、遮熱中間層、ヒータ線放置層及びハード内保護層を有し、前記筒蓋は遮熱のハード保護プレートであり、前記筒胴体の先頭に保護プレート溝が設けられ、前記遮熱のハード保護プレートの下面に、前記保護プレート溝に沿って移動可能な保護プレート横レールが取り付けられ、前記接続軸の下端がネジによって前記ハード内保護層に取り付けられ、前記接続軸の先端が頂板ネジによって頂板に接続され、前記頂板の上端面がカバーネットに接続される、
ことを特徴とする請求項4に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。 - 前記カバーネットは、前記頂板及び前記接続軸に沿って環方向に設置され、前記温源となるヒータ線が前記ヒータ線放置層に沿って底から全体的に環方向に設置され、前記遮熱中間層、前記ハード内保護層の前記温源となるヒータ線に近い側に保護のための金属保護層が設けられる、
ことを特徴とする請求項5に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。 - 前記浸透流形態識別装置は、光路カップラー及び同期制御機を有し、前記浸透測定用の特製光ファイバーが垂直に交差して水理構造物の浸透流の形態の監視領域において敷設され、前記浸透測定用の特製光ファイバーが前記光路カップラーに接続され、前記浸透測定用の特製光ファイバーと前記光路カップラーとの間に監視恒温室が設けられ、前記同期制御機がモードロックレーザー機器に接続され、前記モードロックレーザー機器が第1の合分波器に接続され、前記第1の合分波器が偏光ビームスプリッタに接続され、前記偏光ビームスプリッタがセパレータに接続され、前記セパレータがノンリニア増幅器に接続され、前記ノンリニア増幅器が格子対に接続され、前記格子対が液晶空間光変調器に接続され、前記液晶空間光変調器が回折格子に接続され、前記回折格子が反射ミラーに接続され、前記反射ミラーがビームスプリッタに接続され、前記ビームスプリッタがノンリニア結晶に接続され、前記ノンリニア結晶がスペクトロメーターに接続され、前記スペクトロメーターがマイケルソン干渉計に接続され、前記マイケルソン干渉計の出力端が前記光路カップラーに接続され、前記光路カップラーの出力端がそれぞれディテクタ及び第2の光スプリッタに接続され、前記ディテクタがデジタル信号処理器に接続され、前記第2の光スプリッタがアンプ回路によって前記デジタル信号処理器に接続され、前記デジタル信号処理器の出力端がそれぞれ前記同期制御機及び取得器に接続され、前記取得器の出力端がそれぞれ前記同期制御機及びコンピュータに接続され、前記コンピュータはリモートクラウドデーターベースが配置されるモジュールに接続され、前記リモートクラウドデーターベースが配置されるモジュールは情報を集めて、監視情報管理・分析・評価モジュールに送信する、
ことを特徴とする請求項6に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。 - 前記アンプ回路は、並列に接続される第1のアンプ回路、第2のアンプ回路及び第3のアンプ回路を含み、前記第1のアンプ回路は、第1のフォトダイオードと前記第1のフォトダイオードに接続される第3のアンプと前記第3のアンプに接続されるストークス受信器とを含み、前記第2のアンプ回路は、第2のフォトダイオードと前記第2のフォトダイオードに接続される第4のアンプと前記第4のアンプに接続される反ストークス受信器とを含み、前記第3のアンプ回路は、第3のフォトダイオードと前記第3のフォトダイオードに接続される第5のアンプと前記第5のアンプに接続されるレイリー光受信器とを含み、前記第1のフォトダイオード、前記第2のフォトダイオード及び前記第3のフォトダイオードがそれぞれ前記第2の光スプリッタの出力端に接続される、
ことを特徴とする請求項7に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。 - 前記マイケルソン干渉計の出力端がフォトスイッチに接続され、前記フォトスイッチにL側スイッチとR側スイッチの両方が設置され、前記L側スイッチが主フェムト秒パルスレーザ装置の入力端に接続され、前記R側スイッチが副フェムト秒パルスレーザ装置の入力端に接続され、前記主フェムト秒パルスレーザ装置の主フェムト秒パルス光が第1のアンプの光信号入力端に入り、前記副フェムト秒パルスレーザ装置の副フェムト秒パルス光が第2のアンプの光信号入力端を通過し、前記第1のアンプの光信号出力端子が第1の光スプリッタの入力端子に接続され、前記第1の光スプリッタの出力端子がそれぞれ第2の光フィルタの信号入力端子及び第3の光フィルタの信号入力端子に接続され、前記第2のアンプの光信号出力端子が第1の光フィルタの光信号入力端子に接続され、前記第1の光フィルタ、前記第2の光フィルタ及び前記第3の光フィルタの出力端が第2の合分波器の入力端に接続され、前記第2の合分波器の出力端が前記第2の光スプリッタの入力端に接続される、
ことを特徴とする請求項8に記載の分布型光ファイバーで水理構造物の浸透流の形態を検知する集積システム。
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