[实用新型]基于光纤光栅的管道滑坡表部位移监测预警系统

权利要求书

1.一种基于光纤光栅的管道滑坡表部位移监测预警系统，其特征是由滑坡表部位移监测装置、滑坡对管道的推力监测装置、管道应变监测装置、现场监测站、办公室的接收终端组成；以一定结构形式安装在滑坡内或管道上的现场滑坡深部位移监测装置的滑坡表部位移监测装置的地梁光纤光栅传感器(20)、滑坡对管道的推力监测装置的土压力盒光纤光栅传感器(4)和管道应变监测装置的管体光纤光栅传感器(3)输出分别接现场监测站的自动光转换开关(6)，自动光转换开关(6)输出接光纤光栅解调仪(7)的输入，光纤光栅解调仪(7)的输出也接上位计算机(8)的输入；上位计算机(8)的输出接GPRS传输模块(9)，由办公室的接收终端GPRS接收模块(10)接下位计算机(11)的输入，下位计算机(11)的输出接报警器(12)和显示器。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的管道滑坡表部位移监测预警系统，其特征是该系统的电原理是：分别监测滑坡表部位移、滑坡对管道的推力和管道应变的三个光纤光栅传感器--地梁光纤光栅传感器(20)、土压力盒光纤光栅传感器(4)、管体光纤光栅传感器(3)的PC接头用光纤与光转换开关(6)的(PC)接头连接，光转换开关(6)的(R232)直接接上位计算机(8)的(R232)，光转换开关(6)的(PC)接头连接光纤光栅解调仪(7)SM125的(CH1)端，光纤光栅解调仪(7)SM125的(LAN)端口接上位计算机(8)的(LAN)端口，上位计算机(8)的(R232)端口接GPRS传输模块(9)西门子MC35i的(R232)端口，GPRS传输模块(9)经天线GSM、GPRS网络，被GPRS接收模块(10)天线GSM接收后由(R232)接到下位计算机(11)的(R232)，下位计算机(11)的输出由(R232)接报警器(12)DS-7400的(R232)，下位计算机(11)的输出由(VGA)端接显示器的(VGA)端；

监测滑坡表部位移、滑坡对管道的推力和管道应变的三个光纤光栅传感器-地梁光纤光栅传感器(20)、土压力盒光纤光栅传感器(4)、管体光纤光栅传感器(3)的输出信号经光纤光栅解调仪(7)光纤光栅(7)解调出各光纤光栅传感器的中心波长位移量输给上位计算机(8)；上位计算机(8)自动计算出各监测量输给GPRS传输模块(9)并接受GPRS传输模块(9)的信号进行控制，GPRS传输模块(9)将上位计算机(8)计算的各监测量通过公众无线通信网络传输到位于办公室的接受终端GPRS接收模块(10)，也可接受接收终端的信号，发送给下位计算机(11)处理后，由显示器显示并由报警器(12)报警。

3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的管道滑坡表部位移监测预警系统，其特征是所述滑坡表部位移监测装置地梁光纤光栅传感器(20)的构成是：

在滑坡地表上开挖出一条地槽，地槽的延伸方向垂直于滑坡(13)变形方向；在地槽里浇注小石混凝土地梁(2)；在地梁(2)两端的非滑坡区域，浇注固定混凝土地梁(2)的混凝土地锚(19)；混凝土地锚(19)内的钢筋笼与地梁钢筋(17)良好搭接，使地梁(2)两端固定约束；用焊接方式连接钢筋(17)，钢筋(17)的长度要能跨越监测区的滑坡(13)宽度；在钢筋(17)上粘贴封装裸地梁光纤光栅传感器(20)，用泡沫密封胶密封；地梁光纤光栅传感器(20)粘贴在钢筋(17)的轴向方向；采用串联的方式组成传感器组，各地梁光纤光栅传感器(20)的引纤熔接后接至连接光纤；地梁光纤光栅传感器(20)等间距连接，在滑坡变形的关键区，加密布置地梁光纤光栅传感器(20)；在地梁(2)的一端引出地梁光纤光栅传感器(20)组的信号接头；将信号接头与光缆(5)连接，通过光缆(5)将信号引到监测站。

4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的管道滑坡表部位移监测预警系统，其特征是所述滑坡对管道的推力监测装置土压力盒光纤光栅传感器(4)的构成是：

土压力盒光纤光栅传感器(4)通过土压力盒支架(21)固定在管道(14)上，土压力盒光纤光栅传感器(4)感受压力的敏感面朝向滑坡(13)的滑动方向；土压力盒支架(21)由两块圆弧形钢板卡箍组成，其中一段圆弧形钢板上焊有底座，土压力盒光纤光栅传感器(4)嵌入底座中，并保持一定的裕量，使土压力盒能自由变形；土压力盒支架(21)两端的卡箍连接件(23)通过螺帽连接。

5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的管道滑坡表部位移监测预警系统，其特征是所述管道应变监测装置的管体光纤光栅传感器(3)的构成是：

在滑坡的两侧边缘及滑坡的中心位置各布置一管道监测截面，且监测截面的间距不超过60m；在管道(14)的每个监测截面的外周均匀布置3个管体光纤光栅传感器(3)，且3个管体光纤光栅传感器(3)布置在与管道(14)轴线垂直的平面上；管体光纤光栅传感器(3)安装在光滑的管道(14)表面，用快干胶粘贴管体光纤光栅传感器封装(24)封装好管体光纤光栅传感器(3)；将管体光纤光栅传感器(3)的引纤一并引至地面，并进行保护。