[发明专利]一种基于光纤光栅的隧道渗水监测方法及装置

权利要求书

1.一种基于光纤光栅的隧道渗水监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在被监测隧道内标记各个待监测位置；

(2)将全部的所述待监测位置划分为多个监测区域，每个所述待监测区域包含至少一个所述待监测位置；

(3)在每个所述监测区域内的每一个所述待监测位置布置至少一个光纤光栅湿度传感器，并通过光纤将全部的所述光纤光栅湿度传感器串接；

(4)每个所述光纤光栅湿度传感器所检测到的湿度实时信息通过光纤传至光纤光栅湿度传感测量仪器，所述湿度实时信息包括湿度数据；

(5)光纤光栅湿度传感测量仪器记录并检测所述湿度数据、计算并检测湿度上升速度数据，并将所述湿度数据、所述湿度上升速度数据以及所述湿度数据和所述湿度上升速度数据所对应的光纤光栅湿度传感器所在的物理位置数据存储于数据库中；

(6)当所检测到的湿度或者湿度上升速度超过预设值时则报警装置启动报警；

(7)报警后，从数据库中提取报警前1小时内所有的所述湿度数据、所述湿度上升速度数据以及所述湿度数据和所述湿度上升速度数据所对应的光纤光栅湿度传感器所在的物理位置数据，确定渗水发生位置，完成对隧道渗水事件的报警与对渗水位置的定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述待监测位置为一切渗水多发位置或者小段区域，包括施工缝、伸缩缝。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中将全部的所述待监测位置划分为多个监测区域的划分方法为：按照隧道长度划分，每200米～300米为一个监测区域；或者按照待监测位置的数量划分，将任意数量的待监测位置划分为一个监测区域。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述通过光纤将全部的所述光纤光栅湿度传感器串接的方法为，以所述待监测位置沿所述被监测隧道延伸的方向按S形方式串接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(7)中所述确定渗水发生位置的方法为：获取报警前1小时内湿度峰值最高的光纤光栅湿度传感器的物理位置，将该位置确定为渗水发生位置；和/或获取报警前1小时内湿度上升速度峰值最高的光纤光栅湿度传感器的物理位置，将该位置确定为渗水发生位置。

6.一种实施权利要求1至5任意之一所述的方法的装置，其特征在于，包括数据采集模块、信号处理模块和管理控制模块，所述数据采集模块与所述信号处理模块相连，所述信号处理模块与所述管理控制模块相连。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块包括传感器阵列、光开关和光分/合路器，所述传感器阵列与所述光开关相连，所述光开关与所述光分/合路器相连；所述传感器阵列由多条传感器链以总线形组成，所述传感器链由一条光纤沿被监测隧道延伸的方向按S形方式串接多个光纤光栅湿度传感器形成；所述光开关用于切换所述传感器阵列中各条传感器链所回馈的光信号；所述光分/合路器用于对多个传感器阵列所回馈的光信号进行分路和合路，扩大所述传感器阵列的规模；所述光纤光栅湿度传感器附着于所述待监测位置，并通过隔水材料将每一个所述光纤光栅湿度传感器与相应的所述待监测位置进行包封或者通过隔水材料将多个相同中心波长、湿度敏感特性一致的光纤光栅湿度传感器与相应的几处相距不远的所述待监测位置进行包封。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号处理模块包括光源、光纤光栅湿度传感测量仪器和光开关控制器，所述光开关控制器用于控制所述数据采集模块中的光开关以轮询的方式切换光信号。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述管理控制模块包括数据库、监测计算机和监测软件系统。