一种提高混凝土坝分布式光纤测温数据精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高混凝土坝分布式光纤测温数据精度的方法，首先，对光纤测温原始数据进行初步识别和筛选；其次，分别将数据分析区间的三个虚拟对称中心左、右侧实测温度数据对称两两几何平均，并依次进行最小二乘法曲线拟合；然后，以数据拟合曲线与各自对应的虚拟对称中心左侧数据的偏差平方和作为对称误差的评价指标；最后，结合有效测温段光纤米标记录值、每段有效测温光纤的实际埋设长度等确定有效测温光纤测点数量及光纤玻璃芯感温位置与监测位置的对应关系。本发明专利技术为混凝土坝分布式测温光纤监测温度数据精度的进一步提升提供了合理有效的方法。

A Method to Improve the Accuracy of Distributed Optical Fiber Temperature Measurement Data for Concrete Dams

The invention discloses a method for improving the accuracy of distributed optical fiber temperature measurement data of concrete dams. Firstly, the original data of optical fiber temperature measurement are preliminarily identified and screened; secondly, the measured temperature data of the three virtual symmetric centers on the left and right sides of the data analysis interval are symmetrically averaged, and the least square curve fitting is carried out in turn; secondly, the curve is fitted with the data. The sum of squares of deviations from the left side of the corresponding virtual symmetry center is used as the evaluation index of the symmetry error. Finally, the number of effective temperature measurement points and the corresponding relationship between the temperature sensing position of the optical fiber core and the monitoring position are determined by combining the recording value of the optical fiber meter label in the effective temperature measurement section and the actual embedded length of each effective temperature measurement fiber. The invention provides a reasonable and effective method for further improving the accuracy of temperature data for distributed temperature measurement optical fiber monitoring of concrete dams.

【技术实现步骤摘要】
一种提高混凝土坝分布式光纤测温数据精度的方法
本专利技术涉及一种提高混凝土坝分布式光纤测温数据精度的方法，属于混凝土坝施工

技术介绍
无论是在施工期还是运行期，混凝土坝内部温度的监测都具有十分重要的意义。在施工期，几乎所有的混凝土坝都要采取温度控制措施，减小坝体内部温度梯度，防止温度裂缝的发生，确保大坝安全，因此，及时准确地获取坝体混凝土内部温度数据是大体积混凝土温度控制的关键；在运行期，温度荷载是引起坝体变形和应力变化的主要荷载，因此，运行期坝体温度的监测也是安全监测的重要内容之一。自光纤传感技术运用于混凝土结构中进行安全监测以来，众多国家进一步推动了该技术在土木、水利工程中的应用。经过近30年的发展，分布式光纤测温系统以其独特的优势被越来越广泛地应用于国内大体积混凝土温度监测等领域中，先后被应用于三峡、景洪、小湾等混凝工坝温度监测中，并取得了一定的研究成果。本研究团队自2009年承担溪洛渡水电站四个典型坝段及泄洪洞等大体积混凝土结构的分布式光纤温度监测应用研究以来，建立了一套稳定、精度和分辨率高的分布式光纤测温系统，并基于光纤测温数据开展了混凝土真实热学参数反演、混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高混凝土坝分布式光纤测温数据精度的方法，其特征在于：在混凝土坝每仓双股埋设分布式测温光纤监测混凝土内部温度数据的基础上，利用双股埋设光纤所监测的温度数据存在对称性的特性，首先，对光纤测温原始数据进行初步识别和筛选，缩小数据对称分析的区间；其次，分别将数据分析区间的三个虚拟对称中心左、右侧实测温度数据对称两两几何平均，得到三组新的温度数据值，并依次进行最小二乘法曲线拟合；然后，以数据拟合曲线与各自对应的虚拟对称中心左侧数据的偏差平方和作为对称误差的评价指标，并取三组偏差平方和中的最小值所对应的虚拟对称中心为双股埋设光纤原始监测数据的对称中心；最后，结合有效测温段光纤米标记录值、每段有效...

【技术特征摘要】
1.一种提高混凝土坝分布式光纤测温数据精度的方法，其特征在于：在混凝土坝每仓双股埋设分布式测温光纤监测混凝土内部温度数据的基础上，利用双股埋设光纤所监测的温度数据存在对称性的特性，首先，对光纤测温原始数据进行初步识别和筛选，缩小数据对称分析的区间；其次，分别将数据分析区间的三个虚拟对称中心左、右侧实测温度数据对称两两几何平均，得到三组新的温度数据值，并依次进行最小二乘法曲线拟合；然后，以数据拟合曲线与各自对应的虚拟对称中心左侧数据的偏差平方和作为对称误差的评价指标，并取三组偏差平方和中的最小值所对应的虚拟对称中心为双股埋设光纤原始监测数据的对称中心；最后，结合有效测温段光纤米标记录值、每段有效测温光纤的实际埋设长度确定有效测温光纤测点数量及光纤玻璃芯感温位置与监测位置的对应关系，并利用标记对应光纤米标位置的3组点式温度计所测温度数据与分布式测温光纤原始监测的对称中心左侧温度数据和对称中心两侧数据对称两两几何平均后的温度数据对比分析，验证采用对称数据几何平均后的温度数据与点式温度计测温数据的一致性更佳。2.根据权利要求1所述的一种提高混凝土坝分布式光纤测温数据精度的方法，其特征在于：结合混凝土坝分布式光纤测温原始数据的上述特征和新浇仓光纤埋设方案，按照包含新浇仓所有有效测点且前后有一定扩展的原则，首先选择新浇仓收仓后24小时内某时刻点的光纤测温原始数据作为分析对象，对其进行初步识别和筛选，以缩小数据对称分析的区间。3.根据权利要求1所述的一种提高混凝土坝分布式光纤测温数据精度的方法，其特征在于：采用中心对称的方式确定数据分析区间段的N组数据(xi,yi)(i＝1,2,3,…,N)的虚拟对称中心1，其中xi表示第i个测点，yi表示第i个测点的温度值，假设虚拟对称中心1的对称位置在第i个测点，将虚拟对称中心1左、右侧实测数据对称两两乘积平方根的计算方式得到新的温度数据，并置于对称中心1的左侧，按照下列公式组成新的温度数据集：可得到关于虚拟对称中心1的i组温度数据(Xk,Yk)(k＝0,1,2,…,i-1)，采用曲线拟合的最小二乘法，其满足虚拟对称中心1的i组温度数据的拟合曲线为：式中，Ym(X)为对称中心左侧数据的m次多项式拟合曲线；pm(x′)为对称中心右侧翻转处理后...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华维，梁志鹏，周宜红，赵春菊，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42