[实用新型]基于光纤光栅的隧道监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于光纤光栅的隧道监测系统。

背景技术

我国管道工程正处于高速发展时期，越来越多的管道要经过各种地质形貌区域，隧道是管道穿越复杂山体和大型河流的一种主要方式。受运营年限、地质条件、设计施工等因素的影响，经常出现隧道拱顶开裂、边墙开裂、拱顶空洞、衬砌损坏、隧道渗漏水、隧道冻害、围岩大变形、衬砌厚度薄、混凝土强度低、隧道内空气污染等结构性病害。隧道多为封闭空间，管理维护困难。

光纤传感技术能实现对温度、湿度、压力、应变、振动，位移及加速度等参数的精确测量。特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制，环境恶劣等场合下使用。因此，光纤传感技术一问世就受到极大重视，几乎各个领域都在进行研究和应用，产业得到蓬勃发展。光纤光栅传感器除了具有光纤传感器的许多优点外，还有一些明显优于其他光纤传感器的地方。光纤光栅传感器是一种光谱分离与光波长选择的器件，信号不受弯曲损耗、连接损耗等因素影响，避免了干涉型光纤传感器相位测量模糊不清等问题。若将光纤光栅技术应用到隧道的监测中，必将给隧道管理带来便利。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于光纤光栅的隧道监测系统，以实现对隧道状况的实时监测。

为实现上述目的，本实用新型基于光纤光栅的隧道监测系统采用如下技术方案：基于光纤光栅的隧道监测系统，包括监控平台、光纤光栅解调主机、主光缆、第一监测支路、第二监测支路，第一监测支路、第二监测支路分别用于监测相邻的两个隧道的状况，第一监测支路、第二监测支路均包括若干个光纤光栅传感器组，各光纤光栅传感器组均通过传输光缆与光缆分纤盒连接，光缆分纤盒与光纤光栅解调主机通过主光缆连接，光纤光栅传感器组包括光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器，监控平台用于接收光纤光栅解调主机的数据，监控平台包括监控主机，监控主机包括对监测的数据进行分析的处理器，光纤光栅解调主机包括机箱及设置在机箱内的光源模块、光耦合器、光环形器、光解调模块，光源模块采用波长扫描型光纤激光器，光纤光栅解调主机还具有报警模块，在监测到的数据超出设定值后，报警模块可向报警主机发出超温报警、超应变报警信号。

进一步地，同一隧道内的各所述光纤光栅应变传感器在沿隧道长度方向均布。

进一步地，光纤光栅应变传感器通过底座固定在隧道内相应的钢结构表面，底座上设有螺栓固定孔。

进一步地，所述光纤光栅解调主机具有显示屏，用于显示监测到的数据。

进一步地，所述报警主机上设有闪烁指示灯，报警主机包括声光报警单元。

本实用新型的有益效果：本实用新型基于光纤光栅的隧道监测系统在应用时，光纤光栅解调主机内部光源模块将光信号通过光缆发送至光纤光栅传感器，光纤光栅传感器再将采集到的实时信息反射给光纤光栅解调主机，并进行解调处理从而得到传感器采集的温度和应变信息。光纤光栅解调主机能够对监测数据进行显示、存储，当监测到的数值超限时，主机可以输出超温报警、超应变报警信号，以告知相关维修人员去故障地及时抢修处理。光纤光栅解调主机还可将监测数据发送至监控平台，监控平台对数据进行分析，可对隧道内温度、结构情况进行评估，便于对隧道安全管理，就隧道内的薄弱点或危险点可预先加固处理，或提前做好防范措施，降低隧道出现坍塌等事故的概率。

附图说明

图1是本实用新型基于光纤光栅的隧道监测系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型基于光纤光栅的隧道监测系统的实施例：如图1所示，包括监控平台、光纤光栅解调主机、主光缆、第一监测支路、第二监测支路，第一监测支路、第二监测支路分别用于监测相邻的两个隧道2的健康状况。