[发明专利]一种基于光纤光学测量技术的桩基式土体沉降监测系统

权利要求书

1.一种基于光纤光学测量技术的桩基式土体沉降监测系统，其特征在于：包括信号解调部分、网络拓扑结构、信号探测部分和测量部分；信号解调部分包括宽谱光源、第一连接光纤、第二连接光纤、第一光纤环形器、调节臂、数据采集卡和计算机，数据采集卡与计算机连接，调节臂包括第一分光器、第一自聚焦光纤准直器、第一反射器和步进电机；宽谱光源连接到第一光纤环形器的一号端口，第一光纤环形器的二号端口通过第一连接光纤与第一分光器的输入端相连，第一分光器的输出端与第一自聚焦光纤准直器连接，第一自聚焦光纤准直器与第一反射器之间形成空气光程；第一反射器固定在能够做直线运动的步进电机上，步进电机由计算机控制；

网络拓扑结构由光开关或多路分路器构成并且以树状结构连接形成，一级多路分路器或光开关的输入端与第一光纤环形器的三号端口通过第二连接光纤连接，一级多路分路器或光开关的输出端分别连接二级多路分路器或光开关的输入端……以此类推，最后(n-1)级多路分路器或光开关的输出端分别连接n级多路分路器或光开关的输入端，n级多路分路器或光开关与信号探测部分连接；

信号探测部分包括多个探测单元，每个探测单元包括第二光纤环形器和光电探测器，第二光纤环形器的一号端口与n级多路分路器或光开关的输出端连接，第二光纤环形器的二号端口与光电探测器的输入端连接，第二光纤环形器的三号端口与测量部分连接，光电探测器的输出端与数据采集卡连接；

测量部分包括多个相同的桩基式沉降传感器，每个桩基式沉降传感器包括第二分光器、第二自聚焦光纤准直器、第二反射器、保护外壳、沉降环和基桩，第二光纤环形器固定在保护外壳外部，第二分光器和第二自聚焦光纤准直器均固定在保护外壳内部的顶部，保护外壳与沉降环固定连接，沉降环固定在待测的土体上，基桩固定设置且位置不发生变化，第二反射器固定在基桩的顶部；第二自聚焦光纤准直器和第二反射器正对；第二分光器的输入端与第二光纤环形器的三号端口连接，第二分光器的输出端与第二自聚焦光纤准直器连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光学测量技术的桩基式土体沉降监测系统，其特征在于：桩基式沉降传感器的安装步骤如下：

(1)在待测的地基上钻测量孔，向测量孔的底部回填水泥；

(2)将桩基式沉降传感器放入到测量孔内并插入到水泥中，沉降环的外圆与测量孔的孔壁之间的距离大于2cm；

(3)将第二分光器的输入端与第二光纤环形器的输出端、第二分光器的输出端与第二自聚焦光纤准直器连接起来；

(4)向测量孔与桩基式沉降传感器之间的间隙中缓慢回填水泥，填满后即可进行土体分层沉降的测量。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤光学测量技术的桩基式土体沉降监测系统，其特征在于：所述第一分光器到第一反射器之间的光程比测量部分测得的第二反射器到第二分光器之间的光程短5-6cm。