本实用新型专利技术公开了一种水工结构变形分布式光纤监测装置，包括通底竖井，所述通底竖井内安装有变位台，变位台上的两侧安装有钻头驱动装置，钻头驱动装置与锥形钻头连接；钻头驱动装置分别与升降绳连接，升降绳缠绕在收线盘上；变位台中部与一对弹簧的一端连接，弹簧的另一端与竖向测尺铰接，竖向测尺穿过刻度台，两个弹簧之间设有光纤挂桶，光纤挂桶内安装有波状回路光纤，波状回路光纤上设有光纤扣，波状回路光纤的输入端安装有光波发射器，波状回路光纤的输出端安装有光波采集器。本实用新型专利技术具有可重复的使用、极为方便的安装及实时的检测与维护等优势及分布式、微宏观、实时性、复杂环境高适应性等特点。
【技术实现步骤摘要】
本技术设及一种水工结构变形分布式光纤监测装置，属于建筑领域。
技术介绍
穿堤、水闽等水工结构物在运行中常出现不均匀沉降等病害，对建筑物的安全及 正常使用造成不利影响，甚至导致建筑物破坏或失事。通过布设监测仪器或装置，实时获取 区域变形信息，合理分析区域变形空间与时间变化规律，及时发现区域变形（特别是不均 匀变形）异常状况，W科学采取防范或控制措施，对保障水工结构物安全服役具有重要意 义。 目前，常规水工结构变形监测装置多存在施工布设困难、可重复利用率低、不易检 修维护、耐久性差、精度低、易受电磁环境干扰等不足。光纤传感器具有抗福射、耐腐蚀等 特点，应用于不均匀变形病害监测具有明显的优势；但从光纤变形监测的现状来讲，分布 式实时监测方式是当前研究和应用热点，但技术本身和工程实用性方面尚不成熟，利用光 纤中瑞利散射和菲涅尔反射、布里渊散射的变化，理论上不仅可W准确定位不均匀变形病 害，且可W给出不均匀变形病害的定量描述；但上述目标的实现过程中，光纤的布设极其考 究，尤其回路设置更是困难。从最新的光纤
上看，美国Luna Technology公司的 ODiSI (Optical Distributed Sensor Interrogator)分布式光纤传感系统可 W实现 mm 级 空间分辨率，但是最大传感长度只有50m，且实际应用中受到多因素干扰，其有效监测长度 及分辨率会降低；日本NBX公司利用PPP-B0TDA技术生产的光纳仪，有效空间分辨率可提高 到cm级，但需要光纤回路布设，致使其很难直接应用于实际工程的不均匀变形监测。本实 用新型技术可在保证现有分布式光纤最大监测距离（25km范围内）的情况下，将空间分辨 率提高到mm级。 为了充分利用现有技术监测水工结构不均匀变形，使监测设备获得较高的初始精 度、较大的测量量程，本技术将传统监测技术与光纤传感技术相结合，借鉴传统监测技 术直观、简单的优点，避开其布设困难、利用率低、无法检修维护、受电磁环境干扰等不利弊 端，结合当前光纤传感技术所具有的分布式、高精度、实时性、多复杂环境应用的优势，构建 可共载两种技术的应用平台，设置两种技术的共享信息融合的设备构件，实现水工结构不 均匀变形mm级精度的有效监测和应用。
技术实现思路
专利技术目的；为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供一种水工结构变形 分布式光纤监测装置，创造性地搭建可W融合新旧技术的集成平台，具有可重复的使用、极 为方便的安装及实时的检测与维护等优势及分布式、微宏观、实时性、复杂环境高适应性等 特点。 技术方案；为解决上述技术问题，本技术的一种水工结构变形分布式光纤监 测装置，包括通底竖井，所述通底竖井内安装有变位台，变位台上的两侧对称的安装有钻头 驱动装置，钻头驱动装置与锥形钻头连接；变位台两侧的钻头驱动装置分别与升降绳连接， 升降绳缠绕在收线盘上，收线盘安装在齿轮轴上，齿轮轴上的齿轮与转动齿轮晒合，转动齿 轮由电机驱动；变位台中部与一对对称安装的弹黃的一端连接，弹黃的另一端与竖向测尺 较接，竖向测尺穿过刻度台，刻度台位于设置在通底竖井上的横梁，两个弹黃之间设有光纤 挂桶，光纤挂桶的底端与变位台连接，光纤挂桶内安装有波状回路光纤，波状回路光纤上设 有光纤扣，波状回路光纤的输入端安装有光波发射器，波状回路光纤的输出端安装有光波 采集器。 作为优选，所述升降绳上设有刻度。[000引作为优选，所述通底竖井的上端面设有水平仪。 作为优选，所述变位台的下方设有护底凸台。 作为优选，所述变位台下方设有压缩弹黃。 有益效果；本技术的一种水工结构变形分布式光纤监测装置，所有组件都便 于拆卸的设计，大大方便了工程运输及使用，传感钻头的灵活升降及通过控制器控制钻头 的收缩，极大增加了装置可重复的使用、便捷的安装检修与维护的功效，保留当前传统监测 仪器的简单、直观的优点，而且通过升降绳既可W升降锥形钻头，也可W校正锥形钻头的平 衡，融合当前最新光纤监测技术的实时性、分布式、高精度、低成本、高灵敏性、不受电磁干 扰、多复杂环境适应性特性，研发可共载新旧技术的可靠的监测装置，使其兼具各技术优 势，扩展其使用功能，极大降低了工程监测及检测成本，在保证现有分布式光纤最大监测距 离（25km范围内）的情况下，可将空间分辨率提高到mm级，监测精度、可靠性和工程实用性 得到了较大提升。【附图说明】 图1为本技术的装置图； 图2为本技术的俯视图； 图3为本技术图1的A-A剖面图；图4为图1中竖向测尺的运行示意图。 其中；1-通底竖井；2-齿轮轴；3-升降绳；4-钻头驱动装置；5-拉压弹黃；6-竖向 测尺；7-刻度台；8-波状回路光纤；9-光波发射器；10-光波采集器；11-光纤扣；12-光纤 挂桶；14-锥形钻头；15-变位台；16-护底凸台。【具体实施方式】 下面结合附图对本技术作更进一步的说明。 如图1至图4所示，本技术的一种水工结构变形分布式光纤监测装置，包括通 底竖井1，所述通底竖井1内安装有变位台15,变位台15上的两侧对称的安装有钻头驱动 装置4,钻头驱动装置4与锥形钻头14连接；变位台15两侧的钻头驱动装置4分别与升降 绳3连接，升降绳3缠绕在收线盘上，收线盘安装在齿轮轴2上，齿轮轴2上的齿轮与转动 齿轮晒合，转动齿轮由电机驱动；变位台15中部与一对对称安装的弹黃的一端连接，弹黃 的另一端与竖向测尺6较接，竖向测尺6穿过刻度台7,刻度台7位于设置在通底竖井1上 的横梁，两个弹黃之间设有光纤挂桶12,光纤挂桶12的底端与变位台15连接，光纤挂桶12 内安装有波状回路光纤8,波状回路光纤8上设有光纤扣11，波状回路光纤8的输入端安装 有光波发射器9,波状回路光纤8的输出端安装有光波采集器10。 在本技术中，钻头驱动装置4可W采用电机驱动、液压驱动或者是其它驱动 方式，在本技术中，采用电机驱动，变位台15的两端对称的安装有驱动电机，驱动电机 与驱动轴连接，驱动轴远离驱动电机的一端设有外螺纹，锥形钻头14安装在推板上，推板 位于活塞缸内，活塞缸另一端安装有活塞，活塞向外的一端设有与外螺纹配合的螺纹孔，通 过驱动电机驱动驱动轴转动，进而通过螺纹推动活塞运动，带动推板移动，从而带动锥形钻 头14运动。 在本技术中，所述变位台15的下方设有护底凸台16,护底凸台16可W起到预 先到达通底竖井1底端的功能，保护整个装置性能发挥，在检测维修时也有巨大功效；在实 际监测中，锥形钻头14遭受到外部竖向荷载，且将到达底端时，护底凸台16会预先到达通 底竖井1的底端，起到减震效果。 在本技术中，锥形钻头14为对称分布，装置进行安装之前，对称分布的锥形 钻头14处于压缩状态，其紧贴通底竖井1的外壁，在埋设安装之后，通过驱动电机将锥形 钻头14固定于±石结合区域内部，在未安装之前的收缩状态可W大大降低工程开挖费用 及保护工序，在安装到适合位置之后其可W长期处于伸长状态，大大保证了传感钻头对结 构体长期的跟踪监测，在需要维护或检测时，其可W收回，极大提高了其可重复性及监测精 度。 在本技术中，拉压弹黃5上端与刻度台7上的竖向测尺6较接，且竖当前第1页1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水工结构变形分布式光纤监测装置，其特征在于：包括通底竖井，所述通底竖井内安装有变位台，变位台上的两侧对称的安装有钻头驱动装置，钻头驱动装置与锥形钻头连接；变位台两侧的钻头驱动装置分别与升降绳连接，升降绳缠绕在收线盘上，收线盘安装在齿轮轴上，齿轮轴上的齿轮与转动齿轮啮合，转动齿轮由电机驱动；变位台中部与一对对称安装的弹簧的一端连接，弹簧的另一端与竖向测尺铰接，竖向测尺穿过刻度台，刻度台位于设置在通底竖井上的横梁上，两个弹簧之间设有光纤挂桶，光纤挂桶的底端与变位台连接，光纤挂桶内安装有波状回路光纤，波状回路光纤上设有光纤扣，波状回路光纤的输入端安装有光波发射器，波状回路光纤的输出端安装有光波采集器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏怀智，杨孟，李皓，李星，欧斌，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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