[发明专利]一种基于光纤光栅的海绵城市透水路面水位监测系统

说明书

一种基于光纤光栅的海绵城市透水路面水位监测系统，包括至少一个监测单元，监测单元埋入于透水路面的下方，监测单元经光缆与信号处理装置相连接；单个监测单元包括至少两个光纤光栅温度传感器，所有的光纤光栅温度传感器沿重力方向依次布置，相邻的光纤光栅温度传感器进行串联连接；单个光纤光栅温度传感器包括铝外壳与光纤，光纤上位于铝外壳内的部位上设置有光栅区，光纤上位于光栅区两侧的部位与铝外壳的内壁进行固化连接，光纤上延伸至铝外壳之外的部位与相邻的光纤光栅温度传感器上的光纤进行串联连接。本设计不仅能长时间监测路面透水性能，监测效果较好，而且监测反应的速度较快，准确率较高。

技术领域

本发明涉及一种透水路面水位监测系统，属于海绵城市健康监测领域，尤其涉及一种基于光纤光栅的海绵城市透水路面水位监测系统。

背景技术

随着我国城市建设的快速发展，“海绵城市”的建设理念逐步走进大众的视野。当前“海绵城市”建设的主要内容是低影响开发(LID)雨水系统的构建，在这其中透水铺装因其良好性能和突出优势在城市道路中应用越来越多，成为海绵城市建设中的重要组成部分。城市道路中的透水铺装采用的材料通常为透水砖，它具有良好的透气、透水和保水性，雨水可以通过其内部连通孔隙渗透，可以有效缓解城市地表径流，调节地下水资源平衡，降低城市热岛效应，降低城市噪声。

但其透水能力会随时间弱化，该种弱化对海绵城市的蓄水、渗水、排水等功能都有不利影响，因此城市路面透水性能的监测具有重要意义。传统的温度传感器很难在这种潮湿，受力复杂的环境下长时间使用。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的难以长时间监测路面透水性能的缺陷与问题，提供一种能够长时间监测路面透水性能的基于光纤光栅的海绵城市透水路面水位监测系统。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种基于光纤光栅的海绵城市透水路面水位监测系统，包括至少一个监测单元，所述监测单元埋入于透水路面的下方，且监测单元经光缆与信号处理装置相连接；

单个监测单元包括至少两个光纤光栅温度传感器，所有的光纤光栅温度传感器沿重力方向依次布置，相邻的光纤光栅温度传感器进行串联连接；

单个光纤光栅温度传感器包括铝外壳与光纤，光纤上位于铝外壳内的部位上设置有光栅区，该光栅区内设置有光栅，光纤上位于光栅区两侧的部位与铝外壳的内壁进行固化连接，光纤上延伸至铝外壳之外的部位与相邻的光纤光栅温度传感器上的光纤进行串联连接。

单个监测单元中，所有的光纤光栅温度传感器所用的中心波长，沿重力方向，由上至下依次增大，且最小差值大于3mm。

所述光栅区处于松弛状态。

所述信号处理装置包括光纤光栅解调仪与数据处理器，所述监测单元依次经光缆、光纤光栅解调仪后与数据处理器相连接。

所述监测单元的数量为至少两个，相邻的监测单元为并联连接，单个监测单元中光纤光栅温度传感器的数量为四至十个。

所述铝外壳内设置有监测通孔，该监测通孔的中部设置有光栅区，光纤上位于光栅区两侧的部位与监测通孔的孔壁进行固化连接，监测通孔的两端设置有封闭部，光纤穿经封闭部之后延伸至铝外壳之外。

所述封闭部包括螺纹孔与压接头，所述监测通孔的两端的内壁上设置有螺纹以得到螺纹孔，所述压接头的端部与螺纹孔进行螺纹连接，所述光纤依次穿经螺纹孔、压接头之后延伸至铝外壳之外。

所述监测通孔的设置方向为沿重力方向，所述光纤上位于监测通孔内的部位的设置方向为沿重力方向。

所述铝外壳上位于监测通孔旁侧的部位上设置有加热通孔，该加热通孔的内部封装有加热片，加热通孔的两端进行密封。