[发明专利]一种基于FDM技术的光纤无线测斜仪

说明书

本发明公开了一种基于FDM技术的光纤无线测斜仪，包括测斜仪壳体，所述测斜仪壳体上设有光分路器，所述光分路器上设有光源与波长解调器，所述测斜仪壳体内部设有测倾机构，所述测倾机构包括导管与多根光纤光栅，所述测斜仪壳体内部一侧壁上设有控制器，所述控制器的一侧设有通信模块，所述测斜仪壳体内顶部设有供电模块，所述供电模块的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与通信模块的输入端连接，本发明可定制、精度高、耐高温同时能实现实时多通道数据同时传输的传感监测装置，用于测量指定位置的倾角，以达到工程或者非工程的用途。

技术领域

本发明涉及测斜仪相关制品领域，特别是涉及FDM技术和光纤光栅测斜仪的制作和测量方法。可根据待测环境进行尺寸定制，从而实现的一种基于FDM技术的光纤无线测斜仪。

背景技术

测斜仪是一种测定钻孔倾角和方位角的原位监测仪器。自20世纪50年代开始应用在对土石坝、路基、边坡及其隧道等岩土工程进行原位监测的领域，并广泛应用于水利水电、矿产冶金、交通与城建岩土工程领域，在保证岩土工程设计、施工及其使用安全中。主要类型有电阻应变式、加速度计式和电子计式等。

光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)传感器，是一种由空间相位周期性分布的光栅和普通光纤构成，与传统的传感器相比，有轻巧、防水、精度高、耐高温等优势。其轻巧的特性(横截面积小)，使FBG传感器比传统传感器更易通过FDM技术被固定在相应位置。

熔融层积成型(Fused Deposition Modeling，FDM)技术，是快速成型技术的一种，一种以数字模型文件为基础，运用金属或塑料等可熔、可粘合的材料，通过逐层打印来构造物体的技术。本发明利用CAD设计软件，结合待测环境，设计出相应的测斜仪，相比传统测斜仪，具有尺寸可定制、成型快、精度高等优势。

移动通信技术，与传统原位测斜数据传输相比，能够实现更远距离，更高速率、更低延迟传输，且更易实现大规模设备连接。

本发明就是基于FDM技术和FBG光纤传感技术，研发出的一种可定制、精度高、耐高温同时能实现实时多通道数据同时传输的传感监测装置，用于测量指定位置的倾角，以达到工程或者非工程的用途。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FDM技术的光纤无线测斜仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于FDM技术的光纤无线测斜仪，包括测斜仪壳体，所述测斜仪壳体上设有光分路器，所述光分路器上设有光源与波长解调器，所述测斜仪壳体内部设有测倾机构，所述测倾机构包括导管与多根光纤光栅，所述测斜仪壳体内部一侧壁上设有控制器，所述控制器的一侧设有通信模块，所述测斜仪壳体内顶部设有供电模块，所述供电模块的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与通信模块的输入端连接。

优选的，所述测倾机构的两侧均设有固定板，所述固定板的一侧与测斜仪壳体内壁之间固定连接有多个伸缩杆，多个所述伸缩杆上均套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与固定板和测斜仪壳体内壁固定连接。

优选的，所述控制器型号为80C51单片机。

优选的，所述通信模块为无线、蓝牙、G网络终端中的一种或多种。

优选的，所述测斜仪壳体、光分路器、光源与波长解调器之间采用FDM技术封装一体成型，且熔融材料为碳纤维。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该基于FDM技术的光纤无线测斜仪，通过将部件之间采用FDM技术封装一体成型，将测斜仪壳体1安装在土体中孔位后，由于土体的长期蠕动和滑面位移的推力引起测斜仪壳体1发生变形或变位，由此引起测倾机构5内部的光纤光栅7发生微小变形。根据光纤FBG原理：