[实用新型]一种隧道环境监测装置

说明书

本实用新型公开了一种隧道环境监测装置，包括依次连接的监测信号采集单元、单片机、通信传输单元和远程监控终端；监测信号采集单元包括分布式光纤传感器组件、风速风向传感器、亮度传感器和噪声传感器；分布式光纤传感器组件包括相互连接的传感光纤和可量测温度和应变的分布式光纤传感器；风速风向传感器、亮度传感器和噪声传感器的数量均不止一个，均在隧道洞壁的不同位置分别设置且依次连接。本实用新型的优点是：采用分布式光纤传感器，沿被监测隧道的长度敷设传感光纤，连续长距离、实时、精确监测隧道温度和应变变化；适用于地下隧道、海底隧道等特殊地形，操作简便；分布式光纤传感器和机电式传感器结合使用，监测数据更全面。

技术领域

本实用新型涉及隧道监测技术领域，特别是涉及一种隧道环境监测装置。

背景技术

伴随着我国经济社会的高速发展，国民经济水平不断取得新的进展，交通建设技术和工程的发展在我国国民经济发展中的作用与日俱增。近年来，全国各地的道路、铁路投资规模逐年扩张，我国的隧道建设也日新月异。越来越多的隧道工程如公路隧道、铁路隧道、地下隧道、海底隧道等已投入运行，极大地改善了现有交通状况。隧道车流量大，运营条件复杂，影响因素众多，隧道结构的稳定性、隧道环境的适宜性和安全性等问题都日渐突出，因此为确保隧道工程状态在建设、运营、维护等期间内的可控和安全，对隧道进行监控量测是必不可少的重要措施。

目前国内现有的隧道环境监测装置主要采用传统的机电式传感器或监测仪器，对隧道进行离散型的布点式监控量测，这类监测装置的缺陷在于：一、需要进行多点位置的反复量测操作，并受量测位置的严重制约，不能实时、有效反应隧道全长范围的重要监测参数变化，难以保证监测质量。二、传统的传感器或监测仪器以电信号为转换及传输的载体，用导线传输电信号，易受到环境的限制，特别是在长距离通信监测时易受电磁干扰的影响，监测误差大。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种隧道环境监测装置，结合分布式光纤传感器和布点式机电传感器对隧道环境进行长距离实时监测，减少监测误差，监测数据更全面且安全可靠。

技术方案：一种隧道环境监测装置，包括监测信号采集单元、单片机、通信传输单元和远程监控终端，所述通信传输单元包括4G通信模块和4G网络；所述监测信号采集单元与所述单片机连接，所述单片机与所述4G通信模块连接，所述4G通信模块与所述4G网络连接，所述远程监控终端连接在所述4G网络中并接收所述监测信号采集单元发出的信号，所述远程监控终端包括有显示监测信息的显示单元和发出示警信号的报警单元，其特征在于：所述监测信号采集单元包括分布式光纤传感器组件、风速风向传感器、亮度传感器和噪声传感器；所述分布式光纤传感器组件包括传感光纤和分布式光纤传感器，所述传感光纤沿隧道总长度并行敷设于隧道洞壁上，所述传感光纤的端部与所述分布式光纤传感器连接，所述分布式光纤传感器的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接；所述风速风向传感器的数量不止一个，在隧道洞壁的不同位置分别设置且依次连接，所述风速风向传感器的最终信号输出端与所述单片机的信号输入端连接；所述亮度传感器的数量不止一个，在隧道洞壁的不同位置分别设置且依次连接，所述亮度传感器的最终信号输出端与所述单片机的信号输入端连接；所述噪声传感器的数量不止一个，在隧道洞壁的不同位置分别设置且依次连接，所述噪声传感器的最终信号输出端与所述单片机的信号输入端连接。

进一步的，所述分布式光纤传感器为布里渊散射型分布式光纤传感器，可采集温度和应变两个参数信号。

进一步的，所述传感光纤架设成直线状，用于采集整个光纤区域内被测参数的一维分布信号。

进一步的，所述传感光纤架设成光栅状，用于采集整个光纤区域内被测参数的二维和三维分布信号。

进一步的，所述风速风向传感器分别设置在隧道洞壁的隧道入口段、中间段、隧道出口段、人行横通道、车行横通道、应急停车带和隧道风井处进行风速风向参数信号采集。