[发明专利]一种建筑工程屋面渗漏探测方法

权利要求书

1.一种建筑工程屋面渗漏探测方法，其特征在于，利用分布式光纤测温原理设计光纤监测网格，在建筑工程屋面结构施工阶段完成分布式光纤回路的敷设，建筑工程屋面结构施工完成后进行光纤监测网络的连接、调制以及校准，通过测定光纤监测网格范围内温度梯度变化，利用渗漏形成的渗流场与温度场之间的耦合关系指示建筑物渗漏缺陷位置。

2.根据权利要求1所述的建筑工程屋面渗漏探测方法，其特征在于，所述建筑工程屋面结构包括从下往上依次设置的结构层、衬垫层和楼地面，所述光纤监测网格设于结构层和衬垫层之间。

3.根据权利要求1所述的建筑工程屋面渗漏探测方法，其特征在于，所述分布式光纤回路包括光纤监测网格和监测主机。

4.根据权利要求1所述的建筑工程屋面渗漏探测方法，其特征在于，光纤监测网格范围内温度的测定方法为：

当频率为v₀的激光进入光纤，在其背向会产生喇曼散射，即频率不同于入射光的散射光，由于其光子量很少，所以喇曼散射与瑞利散射相比非常微弱，喇曼散射光子频率向低处运移为斯脱克斯频移，也可向高处运移产生反斯脱克斯频移；在频域中，喇曼散射光子分为斯托克斯光子和反斯托克斯光子，其中，斯托克斯光子频率为v_s＝v₀-Δv，反斯托克斯光子频率为v_a＝v₀+Δv，式中，Δv为光纤分子的振动频率，Δv＝1.32×1013Hz；

在光纤L处的斯托克斯散射光子数为：

在光纤L处的反斯托克斯散射光子数为：

式中，K_s和K_a分别是与光纤斯脱克斯和反斯脱克斯散射截面有关的系数；S为光纤的背向散射系数；v_s和v_a分别为斯脱克斯和反斯脱克斯散射光子频率；a₀,a_s,a_a分别为入射光、斯脱克斯散射光和反斯脱克斯散射光频率的光纤传输损耗；L为光纤待测区域的长度；R_s(T),R_a(T)分别为光纤分子低能级和高能级上的布居数有关的系数，它们与光纤局部的温度相关，如果将其解调，就能够反映被测区域的温度情况；

R_s(T),R_a(T)分别为：

式中，Δv为喇曼声子频率，h为普朗克常量，k为玻耳兹曼常量；

由式(1)-(4)可得：

当为基线温度T₀时，有：

由式(5)、(6)得由斯脱克斯散射曲线解调反斯脱克斯的被测温度T的表达式：

式中，T₀为基线的绝对温度，h为普朗克常量，k为玻耳兹曼常量，Δv为喇曼光子频率；N_s(T),N_a(T)为温度为T时斯脱克斯及反斯脱克斯光的光子数，由信号电平测得；同样，N_s(T₀),N_a(T₀)为温度为T₀时的斯脱克斯和反斯脱克斯光的光子数，可由实测获得，实测中的基准温度T₀由测温主机恒温箱温度确定。

5.根据权利要求1所述的建筑工程屋面渗漏探测方法，其特征在于，建筑物渗漏缺陷位置的确定方法为：

对测量点的沿程空间定位也是通过光时域反射技术来实现的，利用入射光和后向散射光之间的时间差Δt_i和光纤内光速v＝c/n，可以计算不同测量点距离激光入射端的距离X_i，即：