一种实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统技术方案

本实用新型专利技术涉及到一种实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统，在边坡上设有抗滑桩，该抗滑桩底部伸入至边坡底部的基岩中，该光纤传感系统包括有光纤光栅传感网络、现场监控室、中央监控中心和远程客户端，抗滑桩上浇筑有FBG应变传感器和FBG温度传感器，传感器分别通过监测光缆连接至现场监控室内的光纤光栅网络分析仪上，在现场监控室内设有光纤光栅网络分析仪、监控电脑和报警器，光纤光栅网络分析仪连接监控电脑，报警器连接光纤光栅网络分析仪；设置于办公室内的中央监控中心一端连接光纤光栅网络分析仪，另一端通过因特网连接至远程客户端。本实用新型专利技术的光纤传感技术能够用来监测边坡抗滑桩的应变、温度等生理参数，可对边坡的安全状况进行实时有效监测。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及到一种实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统，在边坡上设有抗滑桩，该抗滑桩底部伸入至边坡底部的基岩中，该光纤传感系统包括有光纤光栅传感网络、现场监控室、中央监控中心和远程客户端，抗滑桩上浇筑有FBG应变传感器和FBG温度传感器，传感器分别通过监测光缆连接至现场监控室内的光纤光栅网络分析仪上，在现场监控室内设有光纤光栅网络分析仪、监控电脑和报警器，光纤光栅网络分析仪连接监控电脑，报警器连接光纤光栅网络分析仪；设置于办公室内的中央监控中心一端连接光纤光栅网络分析仪，另一端通过因特网连接至远程客户端。本技术的光纤传感技术能够用来监测边坡抗滑桩的应变、温度等生理参数，可对边坡的安全状况进行实时有效监测。【专利说明】一种实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统
本技术涉及到光纤光栅传感领域，具体地说，是涉及到一种基于光纤光栅传感器的用于监测边坡滑坡状况实时监测的光纤传感技术。
技术介绍
光纤传感技术是在20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，它是一种以光波为载体，光纤为媒质，感知和传输外界被测量信号的一种新型传感技术。这些光纤传感器根据作用范围又可以分为三类:点式传感器(如光纤微弯传感器、光纤Fabry-Perot传感器、光纤Bragg光栅传感器等),积分传感器(如光纤Michelson干涉仪和光纤Mach-Zehnder干涉仪),分布式传感器(如利用布里渊散射效应制成的应变、温度分布式传感器)。作为点式传感器的一种，光纤光栅在传感领域的应用已经得到世界范围内的广泛重视，其具有其它传统电传感器无可比拟的优点，主要是:抗电磁干扰、耐腐蚀、测量范围宽、便于复用成网、小型化和维护成本低等。目前，光纤光栅传感器主要用于建筑物和桥梁的健康监测和安全监控。用于结构监测的传统的应变电监测装置需要采用电缆来传递电源和输出信号，所需的电缆数目较大，且无法将其直埋入建筑结构内部，所以在实现长期实时监测方面具有很大的局限性，而光纤光栅传感器经过封装以后既可以贴在结构的表面，也可以直埋入结构中对结构进行实时监测。此外，其易构成高性能、低成本的传感阵列，在结构监测应用工程中具有巨大市场潜力。我国是世界上地质灾难最严重的国家之一，每年由滑坡等边坡失稳灾难造成的损失数百亿，严重影响了人们群众的生命财产安全。传统的边坡稳定监测方法，如地质雷达、地震勘探法、大地精密测量法等，均具有监测的连续性、实时性和遥测性难以保证的缺点，因此，一种新的测量技术——光纤传感技术逐渐应用于滑坡等地质灾难的监测中。与传统测量方法相比，光纤光栅传感技术表现出独特的优点和卓越的性能。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于FBG光纤传感技术能够用于边坡滑坡参数测量的实时报警系统。本技术的光纤传感技术能够用来监测边坡抗滑桩的应变、温度等生理参数，可对边坡的安全状况进行实时有效监测，能自动地根据所监测到的数据决定是否发出预警信号，并能将数据及滑坡预警信号发送给管理人员，使其可以及时了解现场情况并给出相应的指示。为了达到上述专利技术目的，本技术提供的技术方案如下:—种实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统，所述边坡的底部设有基岩，在边坡上设有抗滑桩，该抗滑桩底部伸入至基岩中，其特征在于，该光纤传感系统包括有光纤光栅传感网络、现场监控室、中央监控中心和远程客户端，所述的抗滑桩上浇筑有FBG应变传感器和FBG温度传感器，该FBG应变传感器和FBG温度传感器分别通过监测光缆连接至现场监控室内的光纤光栅网络分析仪上，在现场监控室内设有光纤光栅网络分析仪、监控电脑和报警器，所述的光纤光栅网络分析仪连接监控电脑，所述的报警器连接光纤光栅网络分析仪；所述的中央监控中心设置于办公室内，所述的中央监控中心一端连接光纤光栅网络分析仪，中央监控中心的另一端通过因特网连接至远程客户端。在本技术实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统中，所述FBG应变传感器布设在抗滑桩的主受力钢筋上，在所述抗滑桩的主滑动方向上受拉和受压侧各选择一根纵向钢筋，在纵向钢筋上面垂直方向等距离安装有多个FBG应变传感器，多个FBG应变传感器通过一根光纤串联，并且从一端引出的光纤连接至光纤光栅分析仪。在本技术实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统中，用于测量滑坡周围温度的FBG温度传感器布设于抗滑桩上FBG应变传感器相邻的位置，且FBG温度传感器与FBG应变传感器平行。在本技术实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统中，所述的光纤光栅网络分析仪包括有功率宽带光源、光耦合器、可协调F-P腔、光探测器、数据采集系统和数据处理系统，所述功率宽带光源连接光耦合器，光耦合器连接探测光缆，探测光缆连接抗滑桩上的光纤光栅传感器，光耦合器还连接至可协调F-P腔，可协调F-P腔依次连接光探测器、数据采集模块和数据处理模块。在本技术实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统中，所述的数据采集模块包括有频移量计算单元、小波去噪单元、模式识别单元、光纤光栅应变传感器温度补偿单元、弯曲挠度计算单元、信息存储和比较单元。基于上述技术方案，本技术的实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统在应用中具有如下技术优点:1.本技术提出对抗滑桩内竖向沿程应变的变化检测来判断抗滑桩周围土体的滑动情况，具体是将光纤光栅传感技术应用于边坡滑坡的系统监测，具有抗干扰、耐腐蚀、易于组网等优点明显；通过特定的载体实现了用光纤光栅传感技术监测滑坡深部位移和表部位移，与传统的监测边坡滑坡的深部位移和表部位移的技术手段相比，光纤光栅传感技术易于实现自动实时监测，空间分辨率高，且成本较低。2.本技术在对边坡滑坡进行监测时，通过在每个抗滑桩上安装适当的传感器，通过特定的算法得出该抗滑桩内竖向沿程应变的最大应变分布，用最少的监测点实现监测目的，节约了成本，也减少了安装时间以及对土体的损坏。3.由于所有的监测量均通过光纤光栅传感技术来实现，本技术的技术易于构建监测系统，易于实现边坡滑坡的监测数据实时自动采集分析及远程发布，远程实现自动报警；避免在了繁琐的人工采集数据，减少报警时间，这对边坡滑坡的应急措施的采取至关重要。【专利附图】【附图说明】图1是本技术实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统的构成示意图。图2是本技术实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统的原理框图。【具体实施方式】下面我们结合附图和具体的实施例来对本技术的用于边坡滑坡参数测量的报警系统做进一步的详细说明，以求更为清楚明白地理解其工作原理和具体应用，但不能以此来限制本技术的保护范围。如图1所示，图1是本技术实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统的构成示意图。通常来讲，大部分比较危险的边坡底部都是基岩，为了达到防止滑坡而出现的灾害，常见的是在边坡上设有抗滑桩，该抗滑桩底部伸入至基岩中，以增加其稳定性，本技术的实时监测技术就是在上述基础上进行光纤传感技术应用。本技术实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统在结构组成上主要包括有光纤光栅传感网络、现场监控室、中央监控中心和远程客户端。其中，在抗滑桩3上浇筑有FBG应变传感器5和FBG温度传感器4，该FBG应变传感器5和FBG温度传感器4分别通过监测光缆6连接至现场监控室内的光纤光栅网络分析仪7上。在现场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时监测边坡滑坡状况的光纤传感系统，所述边坡的底部设有基岩，在边坡上设有抗滑桩，该抗滑桩底部伸入至基岩中，其特征在于，该光纤传感系统包括有光纤光栅传感网络、现场监控室、中央监控中心和远程客户端，所述的抗滑桩上浇筑有FBG应变传感器和FBG温度传感器，该FBG应变传感器和FBG温度传感器分别通过监测光缆连接至现场监控室内的光纤光栅网络分析仪上，在现场监控室内设有光纤光栅网络分析仪、监控电脑和报警器，所述的光纤光栅网络分析仪连接监控电脑，所述的报警器连接光纤光栅网络分析仪；所述的中央监控中心设置于办公室内，所述的中央监控中心一端连接光纤光栅网络分析仪，中央监控中心的另一端通过因特网连接至远程客户端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗巧梅，李平，肖恺，
申请(专利权)人：无锡波汇光电科技有限公司，上海波汇通信科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32