光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括滾石監(jiān)測(cè)模塊、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊、變形監(jiān)測(cè)模塊、視頻監(jiān)測(cè)模塊、分布式光纖應(yīng)變分析儀、光纖周界安防分析儀、光纖光柵解調(diào)儀、硬盤(pán)錄像機(jī)、工控機(jī)、遠(yuǎn)程服務(wù)器、WEB信息發(fā)布系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過(guò)滾石監(jiān)測(cè)模塊、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊、變形監(jiān)測(cè)模塊、視頻監(jiān)測(cè)模塊將傳感數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的解調(diào)主機(jī)，并將解調(diào)數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器，遠(yuǎn)程服務(wù)器接收并存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生評(píng)估報(bào)告、月度報(bào)告和突發(fā)事件報(bào)告，并產(chǎn)生養(yǎng)護(hù)管理維修指導(dǎo)建議和維修實(shí)施，WEB信息發(fā)布系統(tǒng)根據(jù)安全評(píng)估結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)預(yù)警，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更為全面，而且具有預(yù)警發(fā)布能力，可為決策者提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和警報(bào)信息。
【專利說(shuō)明】
光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及邊坡工程安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]邊坡的穩(wěn)定決定人類的生存條件與生存環(huán)境，它們的變形和失穩(wěn)都會(huì)給人類的生命和財(cái)產(chǎn)造成直接性的災(zāi)害，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近十年來(lái)滑坡對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)造成的直接損失達(dá)25億-40億元。邊坡滑坡已經(jīng)引起了全世界的極大關(guān)注，各種各樣的監(jiān)測(cè)技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。我國(guó)在2004年首次將分布式光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于滑坡監(jiān)測(cè)并取得顯著的成果之后，引起了國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)分布式光纖傳感技術(shù)在邊坡監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的廣泛關(guān)注。
[0003]但是，現(xiàn)有的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般具有特定的檢測(cè)功能，例如滾石監(jiān)測(cè)或者浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)，這樣只能獲得邊坡的部分狀態(tài)數(shù)據(jù)，其沒(méi)有充分考慮工程的實(shí)際特點(diǎn)，不能全面準(zhǔn)確地反映邊坡的當(dāng)前狀態(tài)，而且現(xiàn)有邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只有數(shù)據(jù)采集，沒(méi)有預(yù)警發(fā)布能力，不具備為各級(jí)安全生產(chǎn)管理提供實(shí)時(shí)信息服務(wù)，為決策者提供科學(xué)信息的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，可以對(duì)邊坡進(jìn)行全方位的滾石監(jiān)測(cè)、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)、變形監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更為全面，而且具有預(yù)警發(fā)布能力，可為決策者提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和警報(bào)信息。
[0005]—種光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括滾石監(jiān)測(cè)模塊、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊、變形監(jiān)測(cè)模塊、視頻監(jiān)測(cè)模塊、分布式光纖應(yīng)變分析儀、光纖周界安防分析儀、光纖光柵解調(diào)儀、硬盤(pán)錄像機(jī)、工控機(jī)、遠(yuǎn)程服務(wù)器、WEB信息發(fā)布系統(tǒng)，滾石監(jiān)測(cè)模塊包括安裝在邊坡防護(hù)柵欄上的應(yīng)變傳感光纜和分布式振動(dòng)傳感光纜，應(yīng)變傳感光纜和分布式振動(dòng)傳感光纜分別與分布式光纖應(yīng)變分析儀和光纖周界安防分析儀連接，所述浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊為至少兩個(gè)埋設(shè)在邊坡不同深度的光纖光柵滲壓傳感器，所述變形監(jiān)測(cè)模塊包括與光纖光柵解調(diào)儀連接的光纖光柵傾角儀和光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀，視頻監(jiān)測(cè)模塊為與硬盤(pán)錄像機(jī)連接的攝像機(jī)，分布式光纖應(yīng)變分析儀、光纖周界安防分析儀、光纖光柵解調(diào)儀、硬盤(pán)錄像機(jī)與工控機(jī)連接，工控機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，遠(yuǎn)程服務(wù)器與WEB信息發(fā)布系統(tǒng)連接。
[0006]進(jìn)一步的，至少兩個(gè)光纖光柵滲壓傳感器通過(guò)測(cè)壓管埋設(shè)在邊坡不同深度。
[0007]進(jìn)一步的，多個(gè)光纖光柵傾角儀安裝在邊皮的鉆孔內(nèi)，相鄰兩個(gè)光柵傾角儀之間通過(guò)連接管連接。
[0008]本實(shí)用新型通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)，即滾石監(jiān)測(cè)模塊、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊、變形監(jiān)測(cè)模塊、視頻監(jiān)測(cè)模塊將傳感數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)應(yīng)的解調(diào)主機(jī)(分布式光纖應(yīng)變分析儀、光纖周界安防分析儀、光纖光柵解調(diào)儀、硬盤(pán)錄像機(jī))進(jìn)行解調(diào)，并將解調(diào)數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器，遠(yuǎn)程服務(wù)器接收并存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生評(píng)估報(bào)告、月度報(bào)告和突發(fā)事件報(bào)告，并產(chǎn)生養(yǎng)護(hù)管理維修指導(dǎo)建議和維修實(shí)施，WEB信息發(fā)布系統(tǒng)根據(jù)安全評(píng)估結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)預(yù)警，當(dāng)建筑的安全狀態(tài)出現(xiàn)異常就會(huì)觸發(fā)聲光報(bào)警與短信報(bào)警，相比現(xiàn)有技術(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更為全面，而且具有預(yù)警發(fā)布能力，可為決策者提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和警報(bào)信息。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型中進(jìn)行滾石監(jiān)測(cè)時(shí)裝置的安裝示意圖；
[0011]圖3是本實(shí)用新型中進(jìn)行浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)時(shí)裝置的安裝示意圖；
[0012]圖4是本實(shí)用新型中進(jìn)行水平位移的監(jiān)測(cè)時(shí)裝置的安裝示意圖。
[0013]圖中:11一應(yīng)變傳感光纜，12—分布式振動(dòng)傳感光纜，13—邊坡防護(hù)柵欄，14一柵欄粧，15—土壤或混凝土，21—光纖光柵滲壓傳感器，22—測(cè)壓管，23—浸潤(rùn)線，31—光纖光柵傾角儀，32—光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀，33—導(dǎo)輪，34—測(cè)斜管，35—回填物，36—連接管，41 一攝像機(jī)，5—分布式光纖應(yīng)變分析儀，6—光纖周界安防分析儀，7—光纖光柵解調(diào)儀，8—硬盤(pán)錄像機(jī)，9一工控機(jī)，10一遠(yuǎn)程服務(wù)器，20一WEBfg息發(fā)布系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0015]圖1所示為本實(shí)用新型光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)包括滾石監(jiān)測(cè)模塊、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊、變形監(jiān)測(cè)模塊、視頻監(jiān)測(cè)模塊這四個(gè)監(jiān)測(cè)模塊以及分別與之對(duì)應(yīng)連接的分析儀和視頻存儲(chǔ)裝置。
[0016]請(qǐng)結(jié)合參考圖2，所述滾石監(jiān)測(cè)模塊包括應(yīng)變傳感光纜11和分布式振動(dòng)傳感光纜12，應(yīng)變傳感光纜11和分布式振動(dòng)傳感光纜12分別與分布式光纖應(yīng)變分析儀5和光纖周界安防分析儀6連接。
[0017]在邊坡表面安裝邊坡防護(hù)柵欄13，一方面用于阻擋邊坡的滾石砸壞交通設(shè)施，一方面用于傳遞滾石擊打護(hù)欄因其的振動(dòng)。在邊坡防護(hù)柵欄13上安裝兩道分布式振動(dòng)傳感光纜12，在邊坡防護(hù)柵欄13底部安裝一道應(yīng)變傳感光纜U。當(dāng)有滾石擊打在邊坡防護(hù)柵欄13時(shí)，邊坡防護(hù)柵欄13將擊打產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞于分布式振動(dòng)傳感光纜12。應(yīng)變傳感光纜11能夠監(jiān)測(cè)滾石積累產(chǎn)生的柵欄變形和邊坡的表面位移。應(yīng)變傳感光纜11和分布式振動(dòng)傳感光纜12分別將監(jiān)測(cè)的振動(dòng)和位移數(shù)據(jù)傳送給分布式光纖應(yīng)變分析儀5和光纖周界安防分析儀6，實(shí)現(xiàn)邊坡滾石的在線監(jiān)測(cè)。
[0018]所述浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊為光纖光柵滲壓傳感器21，光纖光柵滲壓傳感器21與光纖光柵解調(diào)儀7連接，請(qǐng)結(jié)合參考圖3，至少兩個(gè)光纖光柵滲壓傳感器21通過(guò)測(cè)壓管22埋設(shè)在邊坡不同深度，測(cè)壓管22深度(點(diǎn)位埋深)應(yīng)參考實(shí)際孔隙水壓力深度確定。通過(guò)安裝測(cè)壓管22和光纖光柵滲壓傳感器21對(duì)地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)多個(gè)傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)繪制出邊坡的浸潤(rùn)線23。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位橫向布置宜選在有代表性且能控制主要滲流情況區(qū)域，一般不少于2個(gè)，并盡量與位移監(jiān)測(cè)斷面相結(jié)合。
[0019]所述變形監(jiān)測(cè)模塊包括光纖光柵傾角儀31和光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀32，其中光纖光柵傾角儀31用于進(jìn)行水平位移的監(jiān)測(cè)，光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀32用于進(jìn)行地表沉降監(jiān)測(cè)，光纖光柵傾角儀31和光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀32與光纖光柵解調(diào)儀7連接。
[0020]其中水平位移監(jiān)測(cè)是采用多層傾角監(jiān)測(cè)方式，通過(guò)計(jì)算每層的位移，最后累加成內(nèi)部/頂端的水平位移，如圖4所示。首先在邊坡監(jiān)測(cè)位置鉆孔，鉆孔深度到高邊坡內(nèi)部穩(wěn)定部位(即土質(zhì)比較堅(jiān)硬的部位)，然后在鉆孔中裝入光纖光柵傾角儀31，把最下面點(diǎn)作為固定點(diǎn)，從而監(jiān)測(cè)邊坡結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傾斜狀態(tài)。在鉆孔內(nèi)安裝多個(gè)光纖光柵傾角儀31可以更加準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)壩體內(nèi)部變形情況，相鄰兩個(gè)光柵傾角儀31之間通過(guò)連接管36連接。光柵傾角儀31兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)輪33，便于將光柵傾角儀31順利插入鉆孔的回填物35。
[0021]光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀32是利用連通液的原理，多個(gè)靜力水準(zhǔn)儀和儲(chǔ)液罐的液面總是在同一水平面，通過(guò)測(cè)量各個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的液面高度，可以得出各個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的相對(duì)差異沉降。根據(jù)實(shí)際情況在邊皮上設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，在觀測(cè)點(diǎn)制作觀測(cè)混凝土基臺(tái)，將光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀32安裝于基臺(tái)，通過(guò)液體連通管把各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的靜力水準(zhǔn)儀進(jìn)行串聯(lián)，調(diào)整靜力水準(zhǔn)儀的高度，盡量確保靜力水準(zhǔn)儀處于一致高度。
[0022]視頻監(jiān)測(cè)模塊為攝像機(jī)41，攝像機(jī)41與硬盤(pán)錄像機(jī)8連接，在邊坡上選擇若干個(gè)視頻觀測(cè)點(diǎn)，用于輔助邊坡監(jiān)測(cè)。視頻觀測(cè)可直接查看現(xiàn)場(chǎng)情況，在滾石監(jiān)測(cè)板塊報(bào)警時(shí)，可以通過(guò)視頻輔助來(lái)查看滾石尺寸和柵欄擊打狀態(tài)，同時(shí)可以查看邊坡設(shè)備是否遭受自然或人為的破壞。
[0023]如圖1所示，分布式光纖應(yīng)變分析儀5、光纖周界安防分析儀6光纖光柵解調(diào)儀7、硬盤(pán)錄像機(jī)8與工控機(jī)9連接，將測(cè)得的欄變形和邊坡的表面位移數(shù)據(jù)(滾石監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))地下水位數(shù)據(jù)(浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))、水平位移數(shù)據(jù)、地表沉降數(shù)據(jù)(變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))以及視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳送至工控機(jī)9，工控機(jī)9通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)(例如3G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò))與遠(yuǎn)程服務(wù)器10連接，遠(yuǎn)程服務(wù)器10與WEB信息發(fā)布系統(tǒng)20連接，這樣滾石監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊、變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)最終傳送至遠(yuǎn)程服務(wù)器10進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、分析，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各類分析處理，主要有:數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別、結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估等功能，對(duì)故障設(shè)備元件以報(bào)表形式提出，提示進(jìn)行檢查或維修，通過(guò)WEB信息發(fā)布系統(tǒng)20發(fā)布實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，同時(shí)在監(jiān)測(cè)出數(shù)據(jù)超過(guò)危險(xiǎn)閾值時(shí)，還可通過(guò)WEB信息發(fā)布系統(tǒng)20發(fā)出預(yù)警信息，為各級(jí)安全生產(chǎn)管理提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和警報(bào)信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:包括滾石監(jiān)測(cè)模塊、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊、變形監(jiān)測(cè)模塊、視頻監(jiān)測(cè)模塊、分布式光纖應(yīng)變分析儀(5)、光纖周界安防分析儀(6)、光纖光柵解調(diào)儀⑴、硬盤(pán)錄像機(jī)⑶、工控機(jī)(9)、遠(yuǎn)程服務(wù)器(10)、WEB信息發(fā)布系統(tǒng)(20)，滾石監(jiān)測(cè)模塊包括安裝在邊坡防護(hù)柵欄(13)上的應(yīng)變傳感光纜(11)和分布式振動(dòng)傳感光纜(12)，應(yīng)變傳感光纜(II)和分布式振動(dòng)傳感光纜(12)分別與分布式光纖應(yīng)變分析儀(5)和光纖周界安防分析儀(6)連接，所述浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)模塊為至少兩個(gè)埋設(shè)在邊坡不同深度的光纖光柵滲壓傳感器(21)，光纖光柵滲壓傳感器(21)與光纖光柵解調(diào)儀(7)連接，所述變形監(jiān)測(cè)模塊包括與光纖光柵解調(diào)儀(7)連接的光纖光柵傾角儀(31)和光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀(32)，視頻監(jiān)測(cè)模塊為與硬盤(pán)錄像機(jī)(8)連接的攝像機(jī)(41)，分布式光纖應(yīng)變分析儀(5)、光纖周界安防分析儀(6)、光纖光柵解調(diào)儀(7)、硬盤(pán)錄像機(jī)(8)與工控機(jī)(9)連接，工控機(jī)(9)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器(10)連接，遠(yuǎn)程服務(wù)器(10)與WEB信息發(fā)布系統(tǒng)(20)連接。2.如權(quán)利要求1所述的光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:至少兩個(gè)光纖光柵滲壓傳感器(21)通過(guò)測(cè)壓管(22)埋設(shè)在邊坡不同深度。3.如權(quán)利要求1所述的光纖傳感邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:多個(gè)光纖光柵傾角儀(31)安裝在邊皮的鉆孔內(nèi)，相鄰兩個(gè)光柵傾角儀(31)之間通過(guò)連接管(36)連接。
【文檔編號(hào)】G08B21/10GK205665842SQ201620456921
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】張超, 馮松彬, 王鐸
【申請(qǐng)人】湖北華銳新能電業(yè)科技有限公司