一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，光缆包括多模光纤层和纱套层，多模光纤层位于纱套层内；多模光纤层包括封装护套、第一光纤和第二光纤，第一光纤和第二光纤位于封装护套内，第一光纤的芯径与外径比和第二光纤的芯径与外径比不同；纱套层由湿球纱布制作而成。本实用新型专利技术的分布式光缆实现了对隧道渗漏的分布式测量，提高渗漏监测的成功率和精确度，有效地改善了FBG准分布式测量存在的漏检问题。式测量存在的漏检问题。式测量存在的漏检问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆


[0001]本技术属于分布式光纤传感
，具体是一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆。

技术介绍

[0002]渗水是隧道运营过程中最为普遍的一种病害，在隧道界常有“十隧九漏”的说法。隧道渗漏水对运营的危害主要表现在以下几个方面：一是隧道内行车安全，长期渗漏水造成地面积水，恶化行车环境，使得车辆容易出现打滑的问题；二是影响洞内设施寿命，隧道内一般配备有照明，通风、监控等机电系统，这些设备在潮湿环境里工作容易发生锈蚀，影响工作寿命，存在有漏电与短路的风险；三是影响隧道衬砌安全，长期漏水容易使得衬砌结构剥落、风化，隧道的使用可靠性随之降低，隧道围岩长期侵蚀下，强度和稳定性会降低。因此，隧道运营期内渗漏水的监测对于隧道结构健康而言有着重要意义。
[0003]基于点式、电测传感原理的传统隧道监测方式，存在可靠性低、耐久性差、易漏检等问题，监测范围较为局限，不能对隧道的安全状况进行全面监测，而近年来迅速发展的分布式光纤感测技术可以很好地弥补这一不足。
[0004]分布式光纤传感技术可以测量传感光缆沿线任意位置处被测物理量的连续分布信息，最大测量长度已达几十至几百公里，适合土木工程结构的长期实时监测，且可对结构的压力、应变、位移、湿度、渗流等多参量多目标实现分布式监测。
[0005]利用分布式光缆监测应变的研究较多，根据工程要求研制了多种类型的传感光缆，但专门应用于隧道水害监测的传感光缆较少。中国专利申请201711009400.9公开了一种用于管道渗漏准分布式实时监测的装置及方法，该方法基于光纤布拉格光栅（FBG）准分布式光纤监测技术对管道渗漏进行监测，利用光纤感测技术解决了渗漏量较小不能留存，导致光纤附近温度变化小难以被检出的问题。但是该方法为准分布式监测，监测范围受到限制，存在有漏检的问题。此外该方法需要设置光纤布拉格光栅温度计作为对照组，用于判断渗漏产生的温度差异，当渗漏范围较大时，温度计存在失效的可能。
[0006]综上所述，如何克服现有隧道渗漏监测技术的不足仍然是本领域亟待解决的一项紧迫任务。

技术实现思路

[0007]本技术针对现有技术的不足，提供一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，该分布式光缆和监测方法具有分布式测量、易于安装、灵敏度高、可靠性强、抗电磁干扰，安全性好等突出优点。
[0008]为实现上述专利技术目的，本技术采用以下技术方案：
[0009]一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，包括多模光纤层和纱套层，所述多模光纤层位于所述纱套层内；所述多模光纤层包括封装护套、第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和第二光纤位于所述封装护套内，所述第一光纤的芯径与外径比和第二光纤的
芯径与外径比不同；所述纱套层由湿球纱布制作而成。湿球纱布具有良好的吸水性，在渗漏量较小的情况下仍然可以有效收集渗漏水。当渗漏停止，湿球纱布风干后，仍可进行渗漏监测，具有良好的可重复性。
[0010]进一步的，所述第一光纤芯径与外径比为50 /125μm，所述第二光纤芯径与外径比为62.5 /125μm。
[0011]进一步的，在所述多模光纤层和纱套层之间设置金属铠装管，所述金属铠装管套装在所述多模光纤层上。
[0012]进一步的，在所述金属铠装管和纱套层之间设置凯夫拉纤维网，所述置凯夫拉纤维网通过金属丝缠绕网固定于金属铠装管表面。将多模光纤层置于铠装管内，其外包裹有金属丝缠绕网与凯夫拉纤维网，在提高对光纤保护的同时，金属材料也有利于热量传递。
[0013]进一步的，所述金属铠装管内径比所述封装护套的直径大1mm。
[0014]进一步的，所述金属铠装管采用不锈钢制作，所述封装护套采用聚氨酯、PVC或尼龙制作。
[0015]进一步的，所述纱套层的编织方式为紧包型或缠绕型中的一种，所述紧包型编织方式为将湿球纱布制成成型护套紧包于所述用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆最外层，所述缠绕型编织方式为将条状湿球纱布紧密缠绕于所述用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆最外层。
[0016]本技术公开的一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，实现了分布式测量，有效地改善了FBG准分布式测量存在的漏检问题，获得的数据在空间上具有更好的连续性。采用本技术的分布式光缆，可以获得更大的浸湿范围段，满足DTS传感对空间分辨率的要求，可以有效提高渗漏监测的成功率，根据传感光缆温度梯度的变化，可以准确定位渗漏点。DTS具有实时数据采集功能，可以实现全天候自动化监测，获得连续时间序列，根据每个采样点温度的变化过程、最大变化量和温度变化速率，进一步提高渗漏点识别的准确性。本技术的分布式光缆还具有轻巧便于携带，布设方式简单的优点，同时避免使用水银温度计，对环境更加友好。
附图说明
[0017]图1是本技术提出的一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆（带有紧包型纱套层）结构示意图；
[0018]图2是本技术提出的一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆（带有缠绕型纱套层）结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图，对本技术提出的一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆进行详细说明；在本技术的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”、“底部”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“A”、“B”、“C”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本技术的限制；本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本
技术的保护范围。
[0020]如图1所示，一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，包括多模光纤层和纱套层1，多模光纤层位于纱套层1内。多模光纤层包括封装护套5、第一光纤6和第二光纤7，第一光纤6和第二光纤7位于封装护套内5，第一光纤6芯径与外径比为50 /125μm，第二光纤7芯径与外径比为62.5 /125μm, 以满足不同类型DTS解调设备的要求。纱套层1由湿球纱布制作而成。
[0021]纱套层1的编织方式为紧包型或缠绕型中的一种.如图1所示，紧包型编织方式为将湿球纱布制成成型护套紧包于用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆最外层。如图2所示，缠绕型编织方式为将条状湿球纱布紧密缠绕于用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆最外层。经过试验测量，两种编制方式对于本技术的测试效果没有明显影响。
[0022]优选的，在多模光纤层和纱套层1之间设置金属铠装管4，金属铠装管4套装在多模光纤层上。在金属铠装管4和纱套层1之间设置凯夫拉纤维网3，凯夫拉纤维网3通过金属丝缠绕网2双螺旋缠绕，固定于金属铠装管4表面。金属铠装管4内径比封装护套5的直径大1mm左右。金属铠装管4采用不锈钢制作，封装护套5采用聚氨酯、PVC或尼龙制作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，其特征在于，包括多模光纤层和纱套层，所述多模光纤层位于所述纱套层内；所述多模光纤层包括封装护套、第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和第二光纤位于所述封装护套内，所述第一光纤的芯径与外径比和第二光纤的芯径与外径比不同；所述纱套层由湿球纱布制作而成。2.根据权利要求1所述的用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，其特征在于，所述第一光纤芯径与外径比为50 /125μm，所述第二光纤芯径与外径比为62.5 /125μm。3.根据权利要求1所述的用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，其特征在于，所述多模光纤层和纱套层之间设置金属铠装管，所述金属铠装管套装在所述多模光纤层上。4.根据权利要求3所述的用于监测隧道渗漏的温度敏感型分布式光缆，其特征在于，在所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员：方忠强，张丹，任康，王兴，贾立翔，施斌，涂齐亮，孙梦雅，
申请(专利权)人：华设设计集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：