[实用新型]一种利用浮力的双液体面板坝沉降监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测定面板坝坝体沉降装置，具体地说是涉及一种使用光纤布拉格光栅，并利用浮力的双液体面板坝沉降监测装置沉降监测装置。

背景技术

面板坝由于坝体孔隙率大，在自重和外荷载的作用下，再加上堆石体自身咬合和破碎作用，坝体和坝基因压缩产生一定量的沉陷。如果沉陷量过大会造成坝顶高程不足而影响大坝的正常工作。随着坝体沉降变形，支承在坝体上的混凝土面板会发生不同程度的水平变位和挠曲变形，这往往是混凝土面板断裂的直接原因；同时，还会引起坝体渗漏和渗流破坏等很多次生危害。鉴于混凝土面板堆石坝的上述工作特点，对坝体进行沉降监测意义十分重大，这对确保面板堆石坝安全有效运行有重要意义，面板坝工程安全运行至关重要。

现在对于土石坝内部沉降监测广泛采用的是水管式沉降仪。沉降仪中的沉降测头和连通管埋设于坝体内，随着时间的推移，坝体各部位发生不同的沉降变形，沉降测头的位置发生变化，连通管可能发生弯曲、折断、接头脱落等故障；供液系统内的水也可能发生变质、沉淀、引起管路堵塞、脱节破坏其连通性，影响监测结果的稳定性和有效性。由于测头和连通管等都埋于坝体内部，一旦发生故障很难进行更换、维修操作，可靠性较差。

光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而成衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界变化比较敏感，因此在传感领域有着广泛的应用。当外界环境量产生变化，将引起光纤有效折射率、光纤周期等参数的变化，从而导致光纤布拉格光栅(FBG)的谐振波长发生变化。测量光栅谐振波长的变化，就可以获得周围环境参量的变化。与传统的电子或机械传感器相比，光纤光栅传感器具有灵敏度高、动态范围宽、不受电磁干扰、可靠性高等优点。FBG传感技术在传感领域越来越受到青睐。

实用新型内容

针对传统的水管式沉降仪存在的问题，提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)并利用浮力的双液体面板坝沉降监测装置。

本实用新型通过如下技术方案实现：一种利用浮力的双液体面板坝沉降监测装置，其特征是，包括传感器、配重物、储液罐和数据采集分析设备，所述传感器下接配重物，所述配重物浸没于储液罐内，所述储液罐内储存两种液体，所述传感器连接数据采集分析设备，。

优选的是，设置有保护管，保护管管外设置磁性沉降环，保护管管内设置通电线圈盘。

优选的是，所述磁性沉降环距保护管外壁距离为2～4cm。

优选的是，所述通电线圈盘中间设置有预留孔。

优选的是，所述配重物为圆柱形。

优选的是，所述传感器为FBG拉力传感器。

优选的是，所述数据采集分析设备包括传输光纤和控制器。

优选的是，两种液体不互溶，两种液体为是密度较大的液体和密度较小的液体。

本实用新型的原理如下：一种利用浮力的双液体面板坝沉降监测装置，包括数据采集分析设备，FBG传感器，传感器下接配重物以及底部双液体装置。具体而言，传感器底部配重物浸没于两种液体中，配重物的底部一定要越过两种液体的分界面。当测点处发生沉降，配重物随之下沉。根据浮力公式，物体在液体中所受的浮力与其排水体积相关。因此，下沉后配重物所受的浮力就会产生变化，又因为物体受力是平衡的，所以浮力的变化就会导致配重物所受的拉力产生变化，导致FBG拉力传感器上产生相应的应变变化，通过数据采集分析设备对FBG传感器上信号传输变化的捕捉、分析，就可以测得沉降量。