[发明专利]一种基于家用通信光缆的建筑振动监测系统

说明书

本发明公开了一种基于家用通信光缆的建筑振动监测系统，包括入户感知光缆、局域传输光缆、预处理系统、远程传输系统和远程控制中心。入户感知光缆为家用通信光缆，用于建筑振动监测；局域传输光缆为小区内通信光缆，将传感信号传输到预处理系统；预处理系统设置于原通信机房内，由Φ‑OTDR分布式光纤传感系统组成；远程传输系统分为无线传输或有线传输；远程控制中心包括服务器和远程预警系统，对监测数据进一步处理，超过预警阈值则以短信等方式发出预警通知。本发明采用已有家用通信光缆；通过光纤传感的高灵敏度和定位功能实现建筑物的地震、自振频率、违规改造振动监测的目的，具有巨大经济价值、社会价值和应用前景。

技术领域

本发明属于结构健康监测和光纤传感领域，具体涉及一种基于家用通信光缆的建筑振动监测系统。

背景技术

私自拆改房屋的事件时刻在发生，由于缺乏专业知识、安全意识淡薄，很多业主在未经设计和申请的情况下，私自拆改房屋承重构件而酿成安全事故。拆改房屋承重构件对整个房屋结构的可靠性能和抗震性能造成了影响，且私自装修难以发现，对小区物业和房管部门的监督管理带来一定困难。

目前建筑内很少专门设置用于地震监测的传感器，一旦地震发生只能凭借个人经验判断或依靠相关部门的预警通知，特别是夜晚地震来临，熟睡中的居民很难及时发现地震来临。

结构自振频率是反映结构整体刚度的关键指标，通过结构自振频率的变化可以实现损失识别等结构健康监测，但用于结构自振频率监测的传感器多用于高大建筑、大跨结构等公共建筑。

基于通信光纤的房屋振动监测系统适用于既有建筑和新建建筑，适用于公共建筑、居民建筑等各自有网络通信光缆的建筑结构，是解决私自拆改房屋定位监测、地震监测和结构自振频率监测的有效方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于家用通信光缆的建筑振动监测系统，该系统利用既有光纤，也可与通信光缆一同铺设传感光纤，可实现分布式振动监测，具有分辨率高、可定位、性能稳定等优势。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于家用通信光缆的建筑振动监测系统，其特征在于：包括入户感知光缆、局域传输光缆、预处理系统、远程传输系统和远程控制中心，所述入户感知光缆利用已有家用入户通信光缆作为监测振动的光纤传感器，所述局域传输光缆为小区内通信光缆，用于将传感信号传输到预处理系统，所述预处理系统包括与家用入户通信光缆相连的Φ-OTDR分布式光纤传感系统，所述Φ-OTDR分布式光纤传感系统通过分光器、光开关或者光纤耦合器与家用入户通信光缆相连，所述远程传输系统负责将多个小区的监测数据传输到远程控制中心汇总、处理、存储和预警，所述远程控制中心包括服务器、大数据分析和远程预警系统。

作为改进，所述已有家用入户通信光缆包括户内光纤网线或光纤电话线。

作为改进，所述入户感知光缆还包括因功能需求扩展的光纤光栅传感器，光所述光纤光栅传感器包括纤光栅温度计和/或光纤光栅应变计。

作为改进，所述预处理系统由小区内的原通信机房改造升级或或新建而成。

作为改进，所述Φ-OTDR分布式光纤传感系统用于监测违法违规私自拆改房屋结构的施工振动、地震引起的结构振动以及结构自身的振动频率。

作为改进，所述Φ-OTDR分布式光纤传感系统的定位精度不大于1m，频率分辨率不大于0.01Hz，采样率不小于100Hz，通过大数据分析和经验值可区分施工振动、日常生活振动以、地震振动以及结构自振。

作为改进，所述预处理系统还包括数据分析模块和本地预警模块。

作为改进，所述远程传输系统包括无限传输和有线传输两种方式。

作为改进，所述远程控制中心还包括数据分析与评估系统、数据存储系统。