一种泥石流光纤监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于地质监测技术领域，尤其为一种泥石流光纤监测装置，包括光纤光栅锚杆计、光纤光栅拉力传感器和光纤光栅振动传感器，光纤光栅锚杆计包括应变测量体，应变测量体的两端均固定连接有尾纤出线保护器，两个尾纤出线保护器相互远离的一端均固定连接有螺纹杆，螺纹杆的外侧螺纹套接有套筒，应变测量体的顶侧开设有光纤光栅固定槽，尾纤出线保护器的顶侧固定连接有固定壳，固定壳的内侧可拆卸安装有光缆固定器，光纤光栅拉力传感器包括弹性结构转换体。本发明专利技术设计合理，通过改进传统光纤光栅锚杆测力方法、改进用于坡面滑动监测的光纤光栅锚杆测力计和光纤光栅位移传感器，研究和设计出一种适合现场环境的泥石流光纤监测设备。

【技术实现步骤摘要】
一种泥石流光纤监测装置
本专利技术涉及地质监测
，尤其涉及一种泥石流光纤监测装置。
技术介绍
随着我国国民经济的快速发展，国家基础设施建设迅速，而我国长期以来的工程技术发展中存在着重建设、轻维护等现象，再受限于现有的工程监测技术水平以及后续投入经费等原因，导致诸如河道、桥梁、隧道、边坡以及高层建筑等重大工程的安全监测与维护相对缺失，多数情况下都是在工程出现危险或灾害已经发生后才开始考虑结构健康监测。我国是一个山地、丘陵大国，每年发生的地质自然灾害主要集中于山区地带，而自然灾害中的山体滑坡、崩塌落石和泥石流占据了多数。从国土资源部每年发布的全国地质灾害通报可以看出，滑坡和崩塌这两种灾害的发生次数每年占到了全部灾害数量的80％以上。水电站等大型工程的勘察建设过程中，尽管设计人员尽可能的避开重大不良地质地段和集中的崩塌危岩落石地段，但由于山区高坡险地地段覆盖范围广泛，高陡边坡和危岩落石防护仍是常见且无法避免的工程形式，不断发生的高陡边坡失稳滑坡、危岩落石、泥石流侵入电站河道、交通路线等事件严重威胁着人们的生命和财产安全和国家正常的交通运输安全。因此，对地质灾害开展有效的监测，对灾害提前做出预警，可以有效避让自然灾害，减小或避免灾害损失。对于泥石流开展长期、有效的安全监测预警技术与应用研究有着重要的理论和实际意义。目前边坡安全监测大都采用传统的电磁类传感设备和InSAR技术，电类设备不具备抗恶劣环境干扰、抗电磁干扰等能力，且很难实现远程在线监测；InSAR技术是新近发展起来的空间对地观测技术，测量范围广、测量精度高，但受植被覆盖率的影响，其观测值中的固源误差较大，实时性不强，且价格昂贵，因此我们提出了一种泥石流光纤监测装置用于解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出的一种泥石流光纤监测装置。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种泥石流光纤监测装置，包括光纤光栅锚杆计、光纤光栅拉力传感器和光纤光栅振动传感器，所述光纤光栅锚杆计包括应变测量体，应变测量体的两端均固定连接有尾纤出线保护器，两个尾纤出线保护器相互远离的一端均固定连接有螺纹杆，螺纹杆的外侧螺纹套接有套筒，应变测量体的顶侧开设有光纤光栅固定槽，所述尾纤出线保护器的顶侧固定连接有固定壳，固定壳的内侧可拆卸安装有光缆固定器，所述光纤光栅拉力传感器包括弹性结构转换体，所述弹性结构转换体的后侧开设有两个下沉孔，所述弹性结构转换体的前侧开设有两个锚绳联接孔和一个下沉槽，所述下沉槽和位于两个下沉孔均位于两个锚绳联接孔之间，且两个下沉孔均与下沉槽相连通，光纤光栅振动传感器包括等强度悬臂梁，所述等强度悬臂梁的一端固定连接有两个质量块，所述等强度悬臂梁的前侧中央部位固定连接有缓冲层，缓冲层上固定连接有光纤光栅，所述等强度悬臂梁的一端开设有多个固定孔。优选的，所述固定壳的外侧开设有与光缆固定器相适配的插槽，所述光缆固定器活动插接于相对应的插槽内。优选的，所述固定壳的顶侧螺纹连接有螺钉，且螺钉的底端与相对应的光缆固定器的顶侧活动抵接。优选的，两个套筒相互靠近的一端均开设有螺纹孔，所述螺纹杆螺纹套接于相对应的螺纹内。优选的，两个套筒相互远离的一端均开设有锚杆焊接预留孔，所述套筒的最大外径为45mm。优选的，所述锚绳联接孔的孔径为35mm，所述下沉孔的孔径为60mm。优选的，所述下沉孔的厚度为4mm，所述下沉槽的厚度为6mm，所述下沉槽的高度为66mm。优选的，所述等强度悬臂梁从左至右依次分为窄板段、过渡段和宽板段，且窄板段、过渡段和宽板段的长度依次为22mm、41mm和20mm，所述窄板段的宽度为4mm，所述宽板段的宽度为12mm，所述缓冲层的长度为20mm。优选的，所述的泥石流光纤监测装置还包括光纤信号调解仪、摄像模块和监测后台，所述光纤光栅拉力传感器和光纤光栅振动传感器通过光缆与光纤信号调解仪连接，所述光纤信号调解仪和摄像模块均与监测后台连接，光纤光栅拉力传感器和光纤光栅振动传感器通过光缆连接至光纤信号调解仪，光纤信号调解仪传送信号至监测后台，监测结果在监测后台显示；摄像模块选用高清摄像头，在监测的重点区域附近，设置高清摄像头，传感器监测实时数据并上传至监测后台，当有形变发生并达到一定阈值，启动预警信号，监测后台同时发出指令至前端摄像头，启动摄像头对重点区域进行监控，由值班员进行人工验证，防止误判。本专利技术中所述的一种泥石流光纤监测装置，通过有限元模型对该理论方法进行分析论证，并对传感器模型进行试验验证和误差分析；改进传统光纤光栅锚杆测力方法，研制用于坡面滑动监测的光纤光栅锚杆测力计和光纤光栅位移传感器；根据项目实际需求，研究和设计适合现场环境应用的传感器施工工艺和方法；基于光纤光栅技术的传感器具有电磁类传感无法比拟的技术优势：其光信号可远距离传输、具有抗雷击、抗电磁干扰、可串接复用等，这些优势特别适用于野外恶劣环境下的工程健康监测；本专利技术设计合理，通过改进传统光纤光栅锚杆测力方法、改进用于坡面滑动监测的光纤光栅锚杆测力计和光纤光栅位移传感器，研究和设计出一种适合现场环境的泥石流光纤监测设备。附图说明图1为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的光纤光栅锚杆计的结构示意图；图2为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的光纤光栅拉力传感器的结构示意图；图3为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的光纤光栅振动传感器的结构示意图；图4为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的光纤光栅锚杆计的套筒展开的状态示意图；图5为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的光缆固定器、固定壳的结构示意图；图6为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的光缆固定器、固定壳的剖视图；图7为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的光纤光栅拉力传感器的A-A截面的结构示意图；图8为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的等强度悬臂梁、缓冲层的俯视图；图9为本专利技术提出的光纤光栅锚杆计重复性和线性度测试结果；图10为本专利技术提出的光纤光栅拉力传感器重复性和线性度的测试结果；图11为本专利技术提出的光纤光栅振动传感器性能测试结果；图12为本专利技术提出的一种泥石流光纤监测装置的连接示意框图。图中：1、光纤光栅锚杆计；2、光纤光栅拉力传感器；3、光纤光栅振动传感器；4、应变测量体；5、尾纤出线保护器；6、光缆固定器；7、螺纹杆；8、套筒；9、锚杆焊接预留孔；10、光纤光栅固定槽；11、固定壳；12、插槽；13、螺钉；14、弹性结构转换体；15、锚绳联接孔；16、下沉槽；17、下沉孔；18、等强度悬臂梁；19、质量块；20、缓冲层；21、光纤光栅；22、固定孔。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。参照图1-12，一种泥石流光纤监测装置，包括光纤光栅锚杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥石流光纤监测装置，包括光纤光栅锚杆计(1)、光纤光栅拉力传感器(2)和光纤光栅振动传感器(3)，其特征在于，所述光纤光栅锚杆计(1)包括应变测量体(4)，应变测量体(4)的两端均固定连接有尾纤出线保护器(5)，两个尾纤出线保护器(5)相互远离的一端均固定连接有螺纹杆(7)，螺纹杆(7)的外侧螺纹套接有套筒(8)，应变测量体(4)的顶侧开设有光纤光栅固定槽(10)，所述尾纤出线保护器(5)的顶侧固定连接有固定壳(11)，固定壳(11)的内侧可拆卸安装有光缆固定器(6)，所述光纤光栅拉力传感器(2)包括弹性结构转换体(14)，所述弹性结构转换体(14)的后侧开设有两个下沉孔(17)，所述弹性结构转换体(14)的前侧开设有两个锚绳联接孔(15)和一个下沉槽(16)，所述下沉槽(16)和位于两个下沉孔(17)均位于两个锚绳联接孔(15)之间，且两个下沉孔(17)均与下沉槽(16)相连通，光纤光栅振动传感器(3)包括等强度悬臂梁(18)，所述等强度悬臂梁(18)的一端固定连接有两个质量块(19)，所述等强度悬臂梁(18)的前侧中央部位固定连接有缓冲层(20)，缓冲层(20)上固定连接有光纤光栅(21)，所述等强度悬臂梁(18)的一端开设有多个固定孔(22)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种泥石流光纤监测装置，包括光纤光栅锚杆计(1)、光纤光栅拉力传感器(2)和光纤光栅振动传感器(3)，其特征在于，所述光纤光栅锚杆计(1)包括应变测量体(4)，应变测量体(4)的两端均固定连接有尾纤出线保护器(5)，两个尾纤出线保护器(5)相互远离的一端均固定连接有螺纹杆(7)，螺纹杆(7)的外侧螺纹套接有套筒(8)，应变测量体(4)的顶侧开设有光纤光栅固定槽(10)，所述尾纤出线保护器(5)的顶侧固定连接有固定壳(11)，固定壳(11)的内侧可拆卸安装有光缆固定器(6)，所述光纤光栅拉力传感器(2)包括弹性结构转换体(14)，所述弹性结构转换体(14)的后侧开设有两个下沉孔(17)，所述弹性结构转换体(14)的前侧开设有两个锚绳联接孔(15)和一个下沉槽(16)，所述下沉槽(16)和位于两个下沉孔(17)均位于两个锚绳联接孔(15)之间，且两个下沉孔(17)均与下沉槽(16)相连通，光纤光栅振动传感器(3)包括等强度悬臂梁(18)，所述等强度悬臂梁(18)的一端固定连接有两个质量块(19)，所述等强度悬臂梁(18)的前侧中央部位固定连接有缓冲层(20)，缓冲层(20)上固定连接有光纤光栅(21)，所述等强度悬臂梁(18)的一端开设有多个固定孔(22)。


2.根据权利要求1所述的一种泥石流光纤监测装置，其特征在于，所述固定壳(11)的外侧开设有与光缆固定器(6)相适配的插槽(12)，所述光缆固定器(6)活动插接于相对应的插槽(12)内。


3.根据权利要求1所述的一种泥石流光纤监测装置，其特征在于，所述固定壳(...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙增辉，郑志国，
申请(专利权)人：成都伊莱特光测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51