[发明专利]一种混凝土结构裂缝自动监测系统

权利要求书

1.一种混凝土结构裂缝自动监测系统，其特征在于，包括：稳定光源、多根监测光纤、多个波分复用器、多个光开关、光功率采集单元、光功率分析单元、光时域反射模块和中央处理器；

每根监测光纤的首端均与所述稳定光源连接，末端均与对应的波分复用器的第一端口连接；每个波分复用器的第二端口均依次连接所述光功率采集单元和所述光功率分析单元；每个波分复用器的第三端口均与所述光开关连接；所述光开关与所述光时域反射模块连接；所述中央处理器分别与所述光功率分析单元、光开关和光时域反射模块连接；

所述稳定光源向所述多根监测光纤发射光，所述光功率采集单元采集发射光在每根监测光纤上的光功率，并通过所述光功率分析单元进行动态光功率损耗分析，当分析得到其中一根监测光纤上的光功率损耗值超过所述光功率分析单元预设的光功率门限时，发送所述监测光纤的告警信号给所述中央处理器，所述中央处理器控制所述光开关选择出现告警信号的所述监测光纤并启动所述光时域反射模块；同时监测各光纤的光功率，将光时域反射模块接入光功率变化异常的光纤，以探测裂缝的信息；

所述光时域反射模块产生经过脉冲调制的光脉冲，所述光脉冲通过所述波分复用器复用到出现告警信号的所述监测光纤中，所述光时域反射模块接收所述光脉冲在所述监测光纤中的瑞利散射信号和菲涅尔反射信号并将其传送至所述中央处理器，所述信号传送至所述中央处理器并通过所述数据分析模块分析裂缝特征，所述数据分析模块通过菲涅尔反射信号定位裂缝的发生位置，通过瑞利散射信号，得到裂缝的位置、开度、开展方向等定量信息；

当结构发生开裂时，先根据所述光时域反射仪接收到的菲涅尔反射事件点位置进行裂缝定位，当裂缝与相邻两条光纤存在两个交点时，根据交点位置几何关系确定夹角θ，然后通过监测得到的裂缝与塑料光纤交点的光散射损耗确定开度δ，这里的光散射损耗是由光时域反射仪测量得到。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土结构裂缝自动监测系统，其特征在于，所述光功率门限是根据所述裂缝与光损耗的关系来设定的。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土结构裂缝自动监测系统，其特征在于，所述中央处理器还包括数据存储模块、数据分析模块、声光报警模块和显示模块。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土结构裂缝自动监测系统，其特征在于，所述声光报警模块与外部的声光报警装置连接。

5.根据权利要求3所述的一种混凝土结构裂缝自动监测系统，其特征在于，所述显示模块与外部的显示装置连接。

6.根据权利要求3所述的一种混凝土结构裂缝自动监测系统，其特征在于，所述中央处理器将接收到的瑞利散射信号和菲涅尔反射信号的数据进行实时分类处理，一方面将数据传送到所述数据存储模块中进行存储，另一方面将数据传送到所述数据分析模块中进行分析。