本实用新型专利技术公开了一种接触式泥石流监测装置。产品包括柱状监测桩；柱状监测桩通过其下部区域固定在泥石流沟道底床中，柱状监测桩上部区域埋置监测传感器，监测传感器分别通过信号传输线路与上位中心联接；监测传感器是光纤光栅传感器。该产品的柱状监测桩是钢筋混凝土加工，光纤光栅传感器固定安装在钢筋上。光纤光栅传感器安装在柱状监测桩的拉应力区和/或压应力区。本实用新型专利技术还提供一种接触式泥石流监测系统。本产品具有传感器结构耐冲击、传感元件适应性强、性能稳定的优点；采用将光纤光栅传感器固定在钢筋材料上再植入混凝土浇筑的结构，充分利用了钢筋混凝土结构抗冲击优点以及钢筋材料各向同性特征，为光纤光栅传感器提供了良好支架。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种监测装置，特别是涉及一种安装在泥石流沟道内的接触式监测装置，属于泥石流监测
技术介绍
泥石流防治工程是针对泥石流最直接有效的防灾减灾措施，但是其建造需要大量财力、物力，因此在泥石流分布极为广泛的地区，在每条泥石流沟上修建防治工程并不现实。泥石流预警报技术是一种典型的非工程性措施，是一种经济有效的且可避免群死群伤的泥石流防灾减灾技术。泥石流监测设备是泥石流监测预警技术赖以实现的基础手段的，监测设备的设计，尤其是符合泥石流发生地区财力物力条件、符合泥石流沟道地形环境条件的监测设备设计，是对泥石流灾害区域实现有效监测预警的必要条件。泥石流监测设备根据监测仪器与泥石流体是否接触，可划分为非接触式与接触式。接触式监测设备与泥石流直接发生接触，其监测方法更为直接有效，可有效的降低漏报和误报率。但若将接触式监测设备应用于对泥石流危害程度进行监测预警，则必须在保证传感器装置能经受泥石流冲击、传感元件适应性强、性能稳定的前提下才能提供稳定可靠的数据信息。并且用于监测预警的泥石流数据信息还必须具备充分的后期分析效用性，能够付诸于有效的泥石流预测预警技术。同时设备本身还需满足设计加工成本低、安装便捷的优点，才能适用于广泛安装实现多方位监测。现有技术中尚缺乏能够同时实现这些技术效果的接触式泥石流监测设备。
技术实现思路
本技术的目的就是针对现有技术的不足，提供一种能够保护传感器免受泥石流冲击破坏并且能监测出泥石流冲击破坏危害大小的泥石流监测装置。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:—种接触式泥石流监测装置，包括柱状监测粧;柱状监测粧通过其下部区域固定在泥石流沟道底床中，柱状监测粧上部区域埋置监测传感器，监测传感器分别通过信号传输线路与上位中心联接;其特征在于:所述监测传感器是光纤光栅传感器。上述接触式泥石流监测装置安装在泥石流沟道底床中，上部区域露出底床表面并安装光纤光栅传感器用于测量泥石流相关参数数据。光纤纤芯材料具有光敏性，即在紫外光的照射下纤芯的折射率随光强不同而发生变化的特性。光纤光栅正是利用这种光敏性，采用紫外光写入技术，将入射光的相干场写入纤芯，使得纤芯区折射率发生周期变化。光纤光栅本身具有高灵敏性、抗腐蚀、耐高温及抗干扰能力强等特点，能够加工成多种类型传感器。上述接触式泥石流监测装置可以根据测量目标的需要选择安装不同类型的光纤光栅传感器。进一步地，上述接触式泥石流监测装置的上位中心包括数据采集模块、数据传输模块、数据接收模块、数据分析存储模块、电源模块。一般的设计是，数据采集模块包括与数据传输模块分别相连接的传感器模块，数据接收模块包括光纤光栅解调仪，并通过数据传输模块与光纤光栅传感器相连接，数据分析存储模块与数据接收模块相连接。上述接触式泥石流监测装置工作原理是，通过柱状监测粧与泥石流直接发生接触，在受到泥石流冲击的影响下，监测粧的内部埋设的光纤光栅传感器的中心波长信号发生偏移，通过数据采集模块、数据传输模块将中心波长偏移信号传送至数据接收模块，而后波长偏移信号实时保存在数据分析存储模块中，最后依据光纤光栅的应变敏感特性，在数据分析存储模块中对波长信号进行分析。在优化设计下，上述接触式泥石流监测装置的柱状监测粧由钢筋混凝土浇筑，光纤光栅传感器固定安装在钢筋上，具体可采用焊接方式。上述接触式泥石流监测装置，光纤光栅传感器安装在柱状监测粧的拉应力区和/或压应力区。进一步地，光纤光栅传感器包括应变传感器和/或温度传感器。应变传感器安装在柱状监测粧拉应力区，温度传感器安装在柱状监测粧压应力区。在该优化设计中，土柱状监测粧在受到冲击时，在其结构面内会出现应变为零的中性面。作为钢筋混凝土结构，其中性面出现在轴线方向上的对称面上。光纤光栅的应变敏感特性决定了光纤光栅传感器一般是在受拉状态下才会发生更易于观测到的波长偏移，因此应变传感器安装在柱状监测粧拉应力区会有灵敏的监测效果。一般而言，拉应力区是位于柱状监测粧内部中性面与迎水面之间的区域。光纤光栅传感器具有应变和温度敏感特性，因此，需要消除外界温度变化而导致的光纤光栅传感器中心波长的偏移误差。温度传感器安装在压应力区可以在实现温度监测的同时保证传感器免受拉应变的影响而导致中心波长偏移，真正为拉应变区内的传感器去除温度的影响提供保证。进一步地，光纤光栅传感器沿柱状监测粧轴向排列，特别地是等间距轴向排列。进一步地，柱状监测粧下部区域固定在泥石流沟道底床基岩处，以保证其稳固安装。基于上述接触式泥石流监测装置，本技术还提供一种接触式泥石流监测系统，由多个接触式泥石流监测装置为监测终端结构，同时监测同一特征性位置，如沿泥石流沟道横向和/或纵向面的泥石流相关参数，其技术方案如下:—种接触式泥石流监测系统，其特征在于:包括至少二个柱状监测粧，柱状监测粧通过其下部区域沿泥石流沟道横向和/或纵向固定在泥石流沟道底床中，柱状监测粧上部区域安装光纤光栅传感器，光纤光栅传感器分别通过信号传输线路与上位中心联接;所述柱状监测粧是钢筋混凝土加工，光纤光栅传感器固定安装在钢筋上并安装在柱状监测粧的拉应力区和/或压应力区。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:(1)接触泥石流监测装置采用光纤光栅传感器，具有传感器装置能经受泥石流冲击、传感元件适应性强、性能稳定的优点。(2)采用将光纤光栅传感器固定在钢筋材料上再植入混凝土浇筑的结构为光纤光栅传感器提供了良好的支架。(3)解决了光纤光栅传感器在监测装置中具体安装区域的问题。(4)装置结构简单、成本低廉，适于在泥石流多发的灾害区广泛应用。(5)光纤光栅传感器种类多，利于监测装置功能的扩展。【附图说明】图1-1是接触式泥石流监测装置结构示当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种接触式泥石流监测装置，包括柱状监测桩(1)；柱状监测桩(1)通过其下部区域固定在泥石流沟道底床中，柱状监测桩(1)上部区域埋置监测传感器，监测传感器分别通过信号传输线路与上位中心(2)联接；其特征在于：所述监测传感器是光纤光栅传感器(3)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张少杰，
申请(专利权)人：中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。