一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法，监测装置包括光学实验平台、模型箱、管道模型、加压装置、分布式传感光缆、OFDR解调仪、CCD相机、激光器、线性转换器、位移平台、电控装置、千分表、土壤湿度测定仪和计算机。本发明专利技术通过模拟不同深度下空管道及汛期管道在静水或动荷载下的实际工况，记录和观测土压力作用下输水管道变形、破坏以及土壤湿度变化；通过在管道沿线布设分布式传感光缆，实时获取管道变形过程中的应变变化；通过千分表，获取透明土表层应力；通过PIV对CCD相机拍摄的某个切面图像分析处理，获得该切面的二维变形场，使用位移平台改变切面位置，进而获得整个试验装置内部管土的三维变形场。

【技术实现步骤摘要】
一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法
本专利技术涉及管道变形的光纤监测装置，尤其涉及一种基于透明土的管道变形分布式监测装置及监测方法。
技术介绍
管道是城市安全运行和发展的地下生命线，现在越来越多的管理者开始重视、加强地下管网等基本设施的管理。OFDR技术是利用扫频光源相干检测技术对光纤中的光信号进行检测的一项分布式监测技术，由于不受空间分辨率与动态范围之间矛盾的限制，其拥有动态范围大，测试灵敏度高、空间分辨率高等优点，在短距离监测方面有着不可比拟的优势，这使其在监测领域大受欢迎，解决了缆-土界面脱黏过程中由于光缆分辨率不足而导致的应变曲线缺失问题。但问题是，尽管基于OFDR的分布式光纤技术已经开始运用在管道的监测上，但是管道属于地下隐蔽工程，无法直接观测，使得人们对管道的变形过程的理解一直处于滞后和较为被动的局面。此外，管道与光纤的共同变形是保证分布式监测技术成功应用的前提。因此，如何确保管道与光纤的耦合性，并探明土体-光缆-管道三者的应变传递机理，是目前工作的重点。土体内部变形的测量一直是土力学研究的难点，而传统的室内模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：包括光学实验平台、模型箱、管道模型、加压装置、分布式传感光缆、OFDR解调仪、CCD相机、激光器、线性转换器、位移平台、电控装置、千分表、土壤湿度测定仪和计算机；/n所述模型箱位于位移平台上，所述位移平台通过电控装置进行移动；/n所述模型箱内有透明土，透明土的固体材料为熔融石英；/n所述管道模型固定在模型箱中，所述管道模型两端封闭，其中一端与输水管连接；所述分布式传感光缆固定在管道模型侧壁；/n所述OFDR解调仪对分布式传感光缆所传递的光信号进行滤波计算；/n所述千分表固定在加压装置上；所述砝码带动加压装置下移对加压盖板施加压力；/n所述...

【技术特征摘要】
1.一种基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：包括光学实验平台、模型箱、管道模型、加压装置、分布式传感光缆、OFDR解调仪、CCD相机、激光器、线性转换器、位移平台、电控装置、千分表、土壤湿度测定仪和计算机；
所述模型箱位于位移平台上，所述位移平台通过电控装置进行移动；
所述模型箱内有透明土，透明土的固体材料为熔融石英；
所述管道模型固定在模型箱中，所述管道模型两端封闭，其中一端与输水管连接；所述分布式传感光缆固定在管道模型侧壁；
所述OFDR解调仪对分布式传感光缆所传递的光信号进行滤波计算；
所述千分表固定在加压装置上；所述砝码带动加压装置下移对加压盖板施加压力；
所述加压盖板位于模型箱内的透明土表层；所述加压盖板上设有测量透明土表面应变的应变片；
所述激光器的光源中心线经线性转换器放射后形成切面垂直，与透明土样干涉产生散斑场。


2.根据权利要求1所述的基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：所述模型箱两侧开设有圆孔，所述圆孔两侧各有一棱柱体作为导轨。


3.根据权利要求2所述的基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：所述模型箱上有第一圆形管盖，所述第一圆形管盖设有与所述导轨匹配的滑槽，所述圆形管盖在模型箱上通过滑槽沿着导轨滑动。


4.根据权利要求1所述的基于透明土的管道变形分布式监测装置，其特征在于：所述模型箱外壁设有升降槽，通过升降槽调节模型箱高度进而控制管道的埋深。


5.一种基于透明土的管道变形分布式监测方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的管道变形分布式监测方法进行监测，所述监测方法包括以下步骤：
(1)将PVC管道模型一侧管口密封，将分布式传感光缆固定在管道模型中，将光缆与跳线熔接完毕后，把管道模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，徐帅，于陶，孔纲强，雷兰清，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32