[发明专利]基于光纤光栅传感阵列的智能标识标牌与界碑状况监测系统

说明书

本发明涉及光纤传感监测技术领域，具体指一种基于光纤光栅传感阵列的智能标识标牌与界碑状况监测系统；包括若干传感模块，信号解调仪、数据处理单元和计算机，所述若干传感模块分别植入于标牌或界碑中，传感模块包括基于光纤传感技术的振动传感器、温度和应变传感器，若干传感器通过光纤依次熔接构成光纤光栅传感阵列，光纤光栅传感阵列、信号解调仪、数据处理单元和计算机依次连接构成实时监测系统；本发明结构合理，将光纤光栅传感阵列应用于标识标牌与界碑中，拾取周边非法施工产生的振动信号，利用光纤布拉格光栅感知其被移动或破坏产生的应力应变信息，采用时分复用定位解调方式，可以对标识牌与界碑周围环境进行在线监测，实现了标识牌与界碑的智能化。

技术领域

本发明涉及光纤传感监测技术领域，具体指一种基于光纤光栅传感阵列的智能标识标牌与界碑状况监测系统。

背景技术

标识牌与界碑已经应用广泛应用在人们的日常生活中，但是其功能单一，主要起着标识与警示的作用。例如，指示地下埋有光缆的标识牌仅仅具有警示的作用，无法对周围影响地下光缆的非法施工和破坏进行探测。界碑在直的边界上作为表示边界所在位置的标记物，仅仅起到标识的作用，无法感知外界的非法破坏。如何防止标识牌与界碑被非法破坏并对其安全状况进行监测一直是项目施工单位和管理部门头疼的问题。

光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，以光波为载体，光线为媒介，感知和传输外界被测量信息的新型传感技术。具有灵敏度高、抗电磁干扰、本征安全和在恶劣环境中长期稳定工作等优点，在被测物体安全状况在线监测方面具有独特优势，将光纤光栅埋入材料或者贴合于内部表面，对温度和应变等均可以进行检测。可以对标识牌与界碑周围环境进行在线监测，智能感知安全状况，为国防标识牌和界碑的长期安全运行提供了保障，具有巨大的经济价值和重要的社会价值，研究成果具有十分广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、利用光纤布拉格光栅感知应力应变信息的基于光纤光栅传感阵列的智能标识标牌与界碑状况监测系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种基于光纤光栅传感阵列的智能标识标牌与界碑状况监测系统,包括若干传感模块，信号解调仪、数据处理单元和计算机，所述若干传感模块分别植入于标牌或界碑中，传感模块包括基于光纤传感技术的振动传感器、温度和应变传感器，若干传感器通过光纤依次熔接构成光纤光栅传感阵列，光纤光栅传感阵列、信号解调仪、数据处理单元和计算机依次连接构成实时监测系统。

根据以上方案，所述传感器的复合壳体内设置有一段光纤，且该段光纤的两个端部固定在复合壳体内；所述复合壳体内设有两个涨紧滑轮，光纤依次绕设于涨紧滑轮上，两个涨紧滑轮之间的光纤上设有质量块；所述涨紧滑轮与其中一个固定端之间的光纤上刻写有低反射率FBG振动传感器的布拉格光栅；所述另一个固定端的光纤引出部上刻写有低反射率FBG温度与应变传感器的布拉格光栅。

根据以上方案，所述传感器的复合壳体内设有一段光纤，且该段光纤上刻写有低反射率啁啾光栅对法布里-珀罗F-P谐振腔，所述光纤的引出部上刻写有低反射率FBG温度与应变传感器的布拉格光栅。

根据以上方案，所述信号解调仪通过时分复用技术对若干传感器发出的信号进行定位。

根据以上方案，所述传感器的复合壳体上设有防拆开关和报警模块。

根据以上方案，所述计算机上装有监控软件，监控软件可运用神经网络思想使监测系统具备多目标和多事件的自学习判断功能，进而智能甄别因环境与气候变化而产生的误差与干扰。

根据以上方案，所述计算机通过通信网络与后台监测中心连接。