[实用新型]一种电力铁塔塔基土压力的光纤Bragg光栅检测系统

说明书

技术领域

本实用新型具体涉及电力铁塔塔基土压力的光纤Bragg光栅检测系统，属光电子测量技术领域。

背景技术

高压输电线路基本都采用架空线路，由于架设在空中，要承受自重、风力、冰雪等机械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，同时还受温度变化的影响，运行条件恶劣。恶劣的冰灾天气会严重影响到输电安全，如2008年初的冰灾使得导线压断、塔基倒塌，严重影响了输电线路的安全。塔基周围挖沙石、挖土方会破坏塔基的地基，也会影响到输电线路的安全。塔基周围经常有挖沙石、玩土方的情况，一旦接近地基就有可能影响塔基的稳定，也将严重影响了输电线路的安全。

与本测检测系统最接近的监测系统是一种特高压输电线路在线监测系统(参见文献：陈海波，“特高压输电线路在线监测技术的应用”，《电网技术》，2009年5月，第10期)。该方案涉及基于全球移动通信系统(GSM)对运行杆塔倾斜情况的实时监控和预警。因为是通过对塔杆的倾斜监测来间接判断塔基的移位，所以该技术不能直接反映塔基的健康状况。

发明内容

本实用新型的目的是提供电力铁塔塔基土压力的光纤Bragg光栅检测系统，其测量准确，更能反映塔基土压力的复杂受力情况，可实现实时在线监测。

实现本实用新型目的所采取的技术方案是：一种电力铁塔塔基土压力的光纤Bragg光栅检测系统，本实用新型特征是：将光纤Bragg光栅土压力传感器埋放在电力铁塔塔基的侧面，将塔基土体的压力转换成光纤Bragg光栅的波长移位，光纤Bragg光栅通过光纤与光纤Bragg光栅解调仪连接，利用光纤Bragg光栅解调仪得出光纤Bragg光栅中心波长的移位值。

本实用新型所述的光纤Bragg光栅土压力传感器的最佳埋放位置是在塔基的侧面，这样可以有效获得较准确的光纤Bragg光栅的波长移位值。

本实用新型的数学模型如下：

当光纤Bragg光栅土压力传感器受到非均布的偏心土压力P_{r，θ}作用时，与传感器表面垂直的平均法向土压力p₀由P_{r，θ}在土压力盒的一次膜片上的积分可得：

p0=∫S1P{r,θ}dsS1---(1)]]>

式(1)中，S₁为一次膜片的总面积，r为一次膜片半径，θ为偏心土压力与一次膜片的夹角。

在传感器受到平均压力p₀后，土压力盒的二次膜片会受到均布压力p₀。此时二次膜片产生的挠度为：