[发明专利]铁路路基沉降监测

权利要求书

1.一种沉降信息采集系统，用于收集与路基沉降有关的信息，该信息采集系统包括：

光纤光栅传感器个体或者由其构成的分布式阵列；和

光纤光栅解调仪，其中所述光纤光栅解调仪与所说光纤光栅传感器或由其构成的阵列通过光纤光缆相连接；

其中，所述传感器个体或阵列设置在路基内的一定位置处，当该路基位置处发生沉降时，所述传感器个体或者阵列能够感测到该位置的沉降，并生成感测信号返回给所述光纤光栅解调仪。

2.根据权利要求1所述的沉降信息采集系统，其中

所述路基为铁路路基；

所述光纤光栅传感器为下述中的任一种：

位移传感器、压力传感器和水压传感器。

3.根据权利要求1所述的沉降信息采集系统，其中所述光纤光栅解调仪包括激光发射装置，用于生成激光，和输入输出端口，用于将激光输出到传输光纤中，所述传输光纤与光纤光栅传感器相连接，激光经光纤光栅传感器反射后返回到所述光纤光栅解调仪，

其中，激光在光纤光栅传感器内反射时，若所述光纤光栅受到外部的作用，反射的激光的波长会发生变化，且所述变化与外部影响之间具有预定的相关性。

4.根据权利要求2所述的沉降信息采集系统，其中所述光纤光栅传感器为位移传感器且设置成：

位于铁路路基内，且设置在由套管部件和标杆部件构成的结构中，其中所述套管和标杆随着沉降产生相对位移；

用于检测固定位置的套管部件与随着沉降相对移动的标杆部件之间的相对位移。

5.根据权利要求2所述的沉降信息采集系统，其中，所述光纤光栅传感器为水压传感器且设置成：

位于铁路路基内的水管的端部，其中该水管位于易发生沉降的层中且通过主水管与水塔相通，水塔的最高水位基本保持不变；

用于检测其所受水压的变化。

6.根据权利要求2所述的沉降信息采集系统，其中，所述光纤光栅传感器为压力传感器且设置成：

位于铁路路基内的预制板的下表面，其中该预制板位于易发生沉降的层中且保持不动；

用于检测其所受压力的变化。

7.根据权利要求3所述的沉降信息采集系统，其中所述光纤光栅解调仪对从所述光纤光栅传感器反射回来的激光进行解调处理，并得出反射激光的波长信号。

8.根据权利要求5所述的沉降信息采集系统，其中，沉降信息采集系统还包括基准光纤光栅传感器，用于检测水管中固定高度位置处的水压，作为基准水压，其与所述光纤光栅传感器所测的水压相比较，用于抵消水塔水面高度的变化。

9.一种沉降信息分析系统，包括：

信号接收装置，用于接收来自根据权利要求1所述的沉降信息采集系统的信号，

处理器单元，设置成通过分析来确定：

1）每个反射回的激光的波长信号涉及哪个光纤光栅传感器；

2）所涉激光的波长变化信息与所代表的沉降水平；

3）是否发生沉降，以及沉降是否达到危险程度。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述系统包括存储装置，其中预先存储：

光纤光栅传感器与特征波长之间的对应关系；

波长变化和光纤光栅传感器所测的外部影响之间关系；

被测外部影响与沉降发生之间对应关系。

11.根据权利要求9所述的系统，其中处理器单元，设置成还用于：

确定是否对应于一个或者几个光栅光纤传感器的波长信号消失；以及

根据预定的逻辑规则，由此判断是何处位置发生了传感器损毁和/或哪条光纤光缆损毁。

12.根据权利要求9所述的系统，其中处理器单元，设置成还用于：

确定路基内多个位置的沉降是否属于均匀沉降。

13.根据权利要求9所述的系统，其中处理器单元，还包括用于：

确定发生超过预定程度的沉降后生成报警信号。

14.一种路基沉降监测系统，包括：

根据权利要求1-8中任一所述的沉降信息采集系统；

根据权利要求9-13中任一所述的沉降信息分析系统；

报警系统，在所述沉降信息分析系统确定发生沉降和/或达到危险程度的情况，以一种或多种方式向外界发出报警信号和/或情报信息。