[发明专利]一种基于BOTDA传感光纤技术的混凝土监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种基于BOTDA传感光纤技术的混凝土监测系统及监测方法，涉及混凝土监测技术领域，包括混凝土结构和BOTDA光纤解调仪，混凝土结构包括若干个传感光纤布置单元体，若干个传感光纤布置单元体内均设置有传感光纤；位于一个传感光纤布置单元体内的传感光纤设置有第一光纤端头和第二光纤端头；传感光纤与BOTDA光纤解调仪电连接，通过BOTDA光纤解调仪采集温度及应力数据，对混凝土构筑物的温度及应力变化情况进行监测。本发明通过利用BOTDA光纤解调仪，可同时对温度和应力数据采集进行。根据BOTDA光纤解调仪采集的温度和应力数据来判断工程的温度及应力变化情况，准确判断工程在施工期间的的稳定性和施工速度以及运营期间的整体安全状态。

技术领域

本发明涉及混凝土监测技术领域，具体涉及一种基于BOTDA传感光纤技术的混凝土监测系统及监测方法。

背景技术

近年来，我国工程建设速度大规模提高，尤其是混凝土工程，在各个领域中都具有举足轻重的地位，其在我国现代化建设和经济发展中发挥着重要作用。桥梁、公路、水利枢纽、地下工程等都需要不同规模的混凝土施工，不同材料及配比的混凝土质量有着较大的差异，因此，在混凝土工程的施工及运营期间，其内部温度变化规律不同，内外温差的变化不同，以及由温度变化和受外力影响而导致的应力状态的变化。若混凝土构筑物的内部温度变化若不符合实际要求，则可能导致较大的内外温差，由此会产生异常的热胀冷缩。在此作用下混凝土工程则可能在内部或外部产生不同的裂缝、变形等。因此，中等规模以上的混凝土工程都需要进行温度及应力监控，以此控制混凝土施工速度及准确把握其运营期的安全状态。

常规的混凝土温度及应力监测手段基本上都是采用点式的测量工具，由此采集的是混凝土构筑物中离散的数据信息，其数据不能全面准确的反应混凝土构筑物内部的实际温度及应力状态的变化。

发明内容

为解决现有技术问题，本发明通过利用BOTDA光纤解调仪，可同时对温度和应力数据采集进行。根据BOTDA光纤解调仪采集的温度和应力数据来判断工程的温度及应力变化情况，准确判断工程在施工期间的的稳定性和施工速度以及运营期间的整体安全状态。

为达到上述效果，本发明提供一种基于BOTDA传感光纤技术的混凝土监测系统，包括混凝土结构和BOTDA光纤解调仪，所述混凝土结构包括若干个传感光纤布置单元体，若干个所述传感光纤布置单元体内均设置有传感光纤；

位于一个所述传感光纤布置单元体内的所述传感光纤设置有第一光纤端头和第二光纤端头；

所述传感光纤与所述BOTDA光纤解调仪电连接，通过所述BOTDA光纤解调仪采集温度及应力数据，对混凝土构筑物的温度及应力变化情况进行监测。

进一步的方案是，所述传感光纤布置单元体分为若干检测层，若干所述检测层中均布置有所述传感光纤，所述传感光纤在所述检测层中呈“S”型分布，相邻两个所述检测层中的所述传感光纤相连。

进一步的方案是，一个所述传感光纤的所述第一光纤端头和所述第二光纤端头熔接并形成单链接头，所述单链接头与所述BOTDA光纤解调仪电连接。

进一步的方案是，位于不同所述传感光纤布置单元体内的第一光纤端头和第二光纤端头熔接并形成串联接头，所述串联接头与所述BOTDA光纤解调仪电连接，所述串联接头的数量可设置有若干个。

进一步的方案是，若干个所述传感光纤布置单元体的形状与所述混凝土结构的形状相匹配。

本发明还提供基于上述所述的基于BOTDA传感光纤技术的混凝土监测系统的监测方法，包括以下步骤；

S1：在监测构筑物的混凝土灌注之前，设计若干个传感光纤单元体，将其布置在工程构筑物中并依次编号，随后熔接各个传感光纤单元体的光纤接头；

S2：设置BOTDA光纤解调仪参数，用于温度及应力数据测采集；