一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于分布式传感光纤的围堰监测系统及方法，系统包括钢板桩、分布式传感光纤、第一光纤接头、第二光纤接头以及分布式传感光纤解调仪；钢板桩的腹板的内侧形成有光纤安装槽，光纤安装槽包括第一钢筋、第二钢筋、第一连接部、第二连接部以及角钢，第一钢筋与第二钢筋平行以形成凹槽，角钢与第一钢筋平行并倒立放置以形成空腔；第一连接部连接第一钢筋与角钢，第二连接部连接第二钢筋与角钢；分布式传感光纤设置于凹槽与连接部的第一部分与腹板贴合，设置于空腔的第二部分固定于角钢上；分布式传感光纤的两端连接至所述分布式传感光纤解调仪。本发明专利技术能提供精确、可靠的监测数据，保证基坑开挖安全和可靠性。

A distributed optical fiber cofferdam monitoring system and method which can eliminate the influence of temperature

【技术实现步骤摘要】
一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统及方法
本专利技术涉及围堰监测领域，尤其涉及一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统及方法。
技术介绍
围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施而修建的临时性围护结构(通常采用钢材)。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。在使用围堰技术的过程中，由于河床的错综复杂且多变，导致无法对河床进行准确的测量，因此很容易造成围堰的坍塌，这不仅仅会延误工期，还会造成巨大的人员财产损失。为了防止围堰出现一些不良的突发事故，通常的手段是进行围堰安全监控，通过全程动态监控，实时对钢围堰承受能力进行评估，用以确定钢围堰是否安全。现有的围堰监测通常采用的是点式或准分布式监测，其存在布置困难、漏检、成本高、监测不稳定、容易受环境因素影响，监测范围小和耐久性能不足的缺点。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统及方法，其具有受环境温度影响小，监测范围大、耐久性、耐腐蚀和长期稳定性好的优点，从而为工程的动态风险评估提供精确、可靠的监测数据，保证基坑开挖安全和可靠性。本专利技术实施例提供了一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统，包括用于构建形成围堰结构的钢板桩、分布式传感光纤、第一光纤接头、第二光纤接头以及分布式传感光纤解调仪；其中，所述钢板桩的腹板的内侧形成有光纤安装槽，所述光纤安装槽包括第一钢筋、第二钢筋、第一连接部、第二连接部以及角钢，所述第一钢筋与所述第二钢筋平行并保持预定间距放置在所述腹板的中轴线上方以形成凹槽，所述角钢与所述第一钢筋平行并倒立放置在所述腹板的中轴线下方以形成空腔；所述第一连接部连接所述第一钢筋与所述角钢，所述第二连接部连接所述第二钢筋与所述角钢；所述分布式传感光纤设置于所述光纤安装槽内，其中，所述分布式传感光纤设置于所述凹槽与所述连接部的第一部分与所述腹板贴合，所述分布式传感光纤设置于所述空腔的第二部分固定于所述角钢上；所述第一分布式传感光纤的两端从所述光纤安装槽的两个开口延伸出；所述分布式传感光纤延伸出的两端分别通过所述第一光纤接头以及所述第二光纤接头连接至所述分布式传感光纤解调仪。优选地，所述第一钢筋以及第二钢筋的间距为10mm，所述第一钢筋以及第二钢筋的直径为6mm。优选地，所述分布式传感光纤通过环氧树脂胶水固定于所述凹槽内。优选地，所述分布式传感光纤设置于所述空腔的部分未与所述腹板接触。优选地，所述第一光纤接头以及所述第二光纤接头均为APC接头。优选地，所述分布式传感光纤从所述光纤安装槽的两个开口延伸出的两部分长度相等。本专利技术实施例还提供了一种基于上述的分布式光纤围堰监测系统的围堰监测方法，包括：获取与所述分布式传感光纤的第二部分对应的由环境温度变化造成的光纤应变值；获取与所述分布式传感光纤的第一部分对应的的应变测量值；其中，所述应变测量值包括因环境温度变化造成的光纤应变值以及因钢板桩形变而产生的实际应变值；根据所述应变测量值以及所述光纤应变值的差值，获得所述分布式传感光纤形变而产生的实际应变值，以根据实际应变值对所述钢板桩进行监测。优选地，所述获取与所述分布式传感光纤的第二部分对应的由环境温度变化造成的光纤应变值以及获取与所述分布式传感光纤的第一部分对应的的应变测量值，具体为：记录分布式传感光纤的第一部分的长度以及第二部分的长度；通过所述分布式传感光纤解调仪测量得到两个应变值，并根据长度判断与所述第一部分对应的应变测量值以及与所述第二部分对应的光纤应变值。本专利技术实施例提供的能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统及方法具有如下优点：1、分布式传感光纤的固定分为两部分，可以剔除温度的影响，从而使监测变得更精确全面；3、分布式传感光纤具有抗电磁干扰、防雷击、防水、防潮、耐高温、抗腐蚀等特点，适用于水下、潮湿、有电磁干扰等一些条件比较恶劣的环境，与金属传感器相比具有更强的耐久性；4、通过布设具有分布式特点的分布式传感光纤，光纤即作为传感体又作为传输介质，可以比较容易实现长距离、分布式监测；5、光纤本身轻细纤柔、体积较小、重量较轻，便于布设安装。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施例提供的一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统的结构示意图。图2是本专利技术第一实施例提供的能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统的一个截面示意图。图3是本专利技术第一实施例提供的一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统沉桩后的示意简图。图4是本专利技术第一实施例提供的能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统及方法沉桩后的截面简图。图5是本专利技术第二实施例提供的围堰监测方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1至图4，本专利技术实施例提供了一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统及方法，包括用于构建形成围堰结构的钢板桩10、分布式传感光纤20、第一光纤接头30、第二光纤接头40以及分布式传感光纤解调仪50；其中，所述钢板桩10的腹板11的内侧形成有光纤安装槽，所述光纤安装槽包括第一钢筋12、第二钢筋13、第一连接部14、第二连接部15以及角钢16，所述第一钢筋12与所述第二钢筋13平行并保持预定间距放置在所述腹板11的中轴线上方以形成凹槽，所述角钢16与所述第一钢筋12平行并倒立放置在所述腹板11的中轴线下方以形成空腔；所述第一连接部14连接所述第一钢筋12与所述角钢16，所述第二连接部15连接所述第二钢筋13与所述角钢16。所述分布式传感光纤20设置于所述光纤安装槽内，其中，所述分布式传感光纤20设置于所述凹槽与连接部的第一部分与所述腹板11贴合，所述分布式传感光纤20设置于所述空腔的第二部分固定于所述角钢16上；所述分布式传感光纤20的两端从所述光纤安装槽的两个开口延伸出；所述分布式传感光纤20延伸出的两端分别通过所述第一光纤接头30以及所述第二光纤接头40连接至所述分布式传感光纤解调仪50。具体地，在施工时，为了不削弱钢板桩10截面性能，在钢板桩10的腹板11中轴线以上位置附近焊接直线形的第一钢筋12和第二钢筋13，在钢板桩10的桩底焊接两根半圆形由钢筋制成的第一连接部14和第二连接部15；其中，这些钢筋焊接完成后，形成一接近L形的凹槽。接着，用打磨机对L形的凹槽进行打磨，打磨完成后把L形的凹槽内的灰尘清扫干净，把所述分布式传感光纤20布设成U形，用角钢16把钢板桩10的腹板11中轴线以下的光纤位置然盖住，并把角钢16焊接在钢板桩10上。同时在在U形安装槽的两个端口均预留出一定长度的光纤，保证两端预留的光纤的长度一致。之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，包括用于构建形成围堰结构的钢板桩、分布式传感光纤、第一光纤接头、第二光纤接头以及分布式传感光纤解调仪；其中，所述钢板桩的腹板的内侧形成有光纤安装槽，所述光纤安装槽包括第一钢筋、第二钢筋、第一连接部、第二连接部以及角钢，所述第一钢筋与所述第二钢筋平行并保持预定间距放置在所述腹板的中轴线上方以形成凹槽，所述角钢与所述第一钢筋平行并倒立放置在所述腹板的中轴线下方以形成空腔；所述第一连接部连接所述第一钢筋与所述角钢，所述第二连接部连接所述第二钢筋与所述角钢；所述分布式传感光纤设置于所述光纤安装槽内，其中，所述分布式传感光纤设置于所述凹槽与连接部的第一部分与所述腹板贴合，所述分布式传感光纤设置于所述空腔的第二部分固定于所述角钢上；所述分布式传感光纤的两端从所述光纤安装槽的两个开口延伸出；所述分布式传感光纤延伸出的两端分别通过所述第一光纤接头以及所述第二光纤接头连接至所述分布式传感光纤解调仪。

【技术特征摘要】
1.一种能够剔除温度影响的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，包括用于构建形成围堰结构的钢板桩、分布式传感光纤、第一光纤接头、第二光纤接头以及分布式传感光纤解调仪；其中，所述钢板桩的腹板的内侧形成有光纤安装槽，所述光纤安装槽包括第一钢筋、第二钢筋、第一连接部、第二连接部以及角钢，所述第一钢筋与所述第二钢筋平行并保持预定间距放置在所述腹板的中轴线上方以形成凹槽，所述角钢与所述第一钢筋平行并倒立放置在所述腹板的中轴线下方以形成空腔；所述第一连接部连接所述第一钢筋与所述角钢，所述第二连接部连接所述第二钢筋与所述角钢；所述分布式传感光纤设置于所述光纤安装槽内，其中，所述分布式传感光纤设置于所述凹槽与连接部的第一部分与所述腹板贴合，所述分布式传感光纤设置于所述空腔的第二部分固定于所述角钢上；所述分布式传感光纤的两端从所述光纤安装槽的两个开口延伸出；所述分布式传感光纤延伸出的两端分别通过所述第一光纤接头以及所述第二光纤接头连接至所述分布式传感光纤解调仪。2.根据权利要求1所述的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，所述第一钢筋以及第二钢筋的间距为10mm，所述第一钢筋以及第二钢筋的直径为6mm。3.根据权利要求1所述的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，所述分布式传感光纤的第一部分通过环氧树脂胶水固定于所述凹槽内。4.根据权利要求1所述的分布式光纤围堰监...

【专利技术属性】
技术研发人员：余昌平，雷志强，毛景权，王刚，张春雨，田乐，南青涛，熊志勇，莫昭辉，
申请(专利权)人：毛景权，
类型：发明
国别省市：河南,41