[实用新型]一种光纤光栅测斜仪器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量斜度技术，尤其涉及一种光纤光栅测斜仪器。

背景技术

测斜仪器是一种用来测定钻孔倾角及方位角的原位量测设备。自从20世纪50年代开始应用在对水利工程土石坝、公路铁路高边坡、软土路基以及隧道等岩土工程进行原位监测的领域中，以保证岩土工程设计、施工及其使用过程中的安全。目前国内外使用的测斜仪器主要测量部件是利用磁通门传感器或机械陀螺仪作为角速度传感器与加速度计相结合，测量倾斜角和方位角，测量数据传输主要是通过铠装七芯电缆。然而现有的测斜仪器在测量方面存在着测量精度低、仪器使用寿命短、数据处理不及时、暴雨等恶劣天气无法监测等不足，严重影响了岩土体内部形变监测的效率，使监测人员不能及时知晓坡体内部的变形状况，特别是在暴雨等恶劣天气情况下坡体更易发生坍塌和滑坡等地质灾害，这时监测人员更加需要实时掌握坡体内部变形发展的趋势，以便采取相应的应急措施，避免发生安全事故和人员伤亡。因此，研究开发一种能够对土石坝、高边坡、软土地基等岩土体的内部变形进行实时在线监测的测斜仪器是非常必要的。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型的主要目的是针对现有岩土体测斜技术中存在测量精度低、仪器使用寿命短、数据处理不及时、暴雨等恶劣天气无法监测等不足，而提供一种利用光纤光栅传感技术来量测岩土体不同深度处的变形的测斜仪器。该测斜仪器具有精度高、抗干扰强、耐腐蚀、不惧水、使用寿命长等特点，同时具有自动采集数据、易于组网监测，可以对岩土体内部变形进行实时在线监测功能。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种光纤光栅测斜仪器，包括：PVC测斜管、保护罩、套筒、测斜不锈钢板、连接钢板、螺栓、光纤光栅敏感元件、连接法兰、光缆、光纤光栅解调仪；其中，

所述PVC测斜管的内壁开有对称槽口，槽口宽度与所述测斜不锈钢板厚度相同；

所述PVC测斜管的上部与所述保护罩连接；

所述PVC测斜管的下部与所述套筒连接；

所述测斜不锈钢板放置在PVC测斜管内，通过PVC测斜管内壁上的槽口固定测斜不锈钢板；

多块所述测斜不锈钢板通过所述连接钢板及所述螺栓连接固定，每块所述测斜不锈钢板之间接头采用两处双面所述连接钢板进行连接固定；

所述光纤光栅敏感元件焊接在所述测斜不锈钢板上；

所述光纤光栅敏感元件通过所述连接法兰与所述光缆连接，通过所述光缆将所述光纤光栅敏感元件串联在一起；

所述光缆与所述光纤光栅解调仪连接。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述PVC测斜管外径为65 mm，内径为60 mm，内壁上槽口深度为2 mm，宽2 mm，PVC测斜管每节长度为2000 mm。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述PVC测斜管通过PVC套管连接加长，通过螺丝进行固定。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述测斜不锈钢板厚度为2 mm、宽度为61 mm、长度为1000 mm。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述连接钢板厚度为2 mm，宽度为10 mm，长度为40 mm。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述测斜不锈钢板上同一侧中心线位置每隔40 cm焊接一个光纤光栅敏感元件。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述套筒为锥形套筒。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述PVC测斜管的内壁开有十字形对称槽口。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述PVC测斜管的内壁开有十字形对称槽口。

可选的，前述的光纤光栅测斜仪器，其中，所述PVC测斜管的上部与所述保护罩通过螺栓连接，所述PVC测斜管的下部与所述套筒通过螺栓连接。

（三）有益效果

（1）本实用新型中的测斜不锈钢板的应变量测采用了光纤光栅作为传感元件，充分利用了光纤光栅传感材料的优越性，可以用一根光缆将所有传感器串联在一起进行信号传输，便于形成监测网络，同时可以进行数据自动采集，实现岩土体内部变形的实时在线监测，对于高边坡岩土体内部变形情况进行长期稳定监测和安全预警预报，确保高陡边坡的安全运行具有非常重要的现实意义。

（2）本实用新型中的测斜不锈钢板设计巧妙简单，体积小，携带方便，容易安装，可以重复使用，大大的节约了工程成本。