[实用新型]分布式光纤应变传感部件及传感器

说明书

技术领域

本申请涉及地质灾害防灾减灾技术领域，尤其涉及一种分布式光纤应变传感部件及传感器。

背景技术

我国是一个地质灾害多发的国家，尤其是山体滑坡灾害，在我国广泛分布，直接影响和威胁人们的生命财产安全。随着经济的发展，各类基础工程建设如交通、水利水电、矿山等的规模和强度越来越大，不可避免地产生大量的边坡工程。若边坡工程变形破坏，不仅会影响项目工程、引起经济损失，还可能会造成人员伤亡。据不完全统计，我国每年因滑坡、崩塌等造成的直接经济损失超过250亿。因此为减少直接经济损失和避免人员伤亡，需要做好滑坡的监测和预警工作。

为实现监测和预警滑坡，相关技术中将测斜管、压力计、雨量计、位移等，以及全球定位系统(Global Positioning System，GPS)和时域反射技术(Time-Domain Reflectometry，TDR)设置在边坡上，但是检测效果有限。

目前，在边坡安全监测和预警时，相关技术中也采用光纤传感技术实现，即将光纤传感器进入土壤中，监测边坡的变形。然而，在实现本实用新型方案的过程中，发明人发现：相关技术中将光纤传感器进入土壤中时，该光纤传感器经常从钢制基底材料上脱落，造成光纤传感器检测灵敏度降低。并且，光纤与基底材料膨胀系统差别较大，进一步降低了监测灵敏度，从而缩短相关技术中的光纤传感器的使用寿命。另外，边坡中含有碎石等硬质材料，在受力较大的情况下，会切割光纤甚至切断光纤，使光纤产生错误信号，造成 误预警。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供一种分布式光纤应变传感部件及传感器，用以解决相关技术中的技术问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种分布式光纤应变传感部件，其特征在于，所述光纤应变传感部件包括至少一个光纤应变结构；每个应变结构包括应变光纤和支撑部件，且所述应变光纤设置在所述支撑部件的开槽中；所述至少一个光纤应变结构被埋入待测边坡，用于根据所述待测边坡的内应力发生形变。

可选地，所述支撑部件包括非金属圆管或非金属方形管。

可选地，所述开槽在所述支撑部件上对称设置。

可选地，每个应变结构还包括固定部件；所述固定部件设置在所述开槽中，用于将所述应变光纤固定在所述开槽中。

可选地，所述固定部件采用所述应变光纤和所述支撑部件相同或者相近成分的材料制成，用于将所述应变光纤粘合在所述支撑部件的开槽中。

可选地，每个应变结构还包括第一保护构件；所述第一保护构件的外表面呈弧形设置且固定在所述支撑部件的第一端，相应地，所述支撑部件上的开槽延伸到所述第一保护构件上；

所述弧形的第一曲率半径与所述应变光纤的第一弯曲半径相匹配。

可选地，每个应变结构还包括第二保护构件；所述第二保护构件包括固定部和延伸部，所述固定部固定在所述延伸部上；所述固定部固定在所述支撑部件的第二端；相应地，所述延伸部的内表面与所述支撑部件的外表面形成一曲面，且所述支撑部件上的开槽延伸到所述延伸部上；

所述延伸部的内表面呈弧形设置，且所述弧形的第二曲率半径与所述应变光纤的第二弯曲半径相匹配。

可选地，每个光纤应变结构中，应变光纤、支撑部件和固定部件的热膨 胀系数的相似度超过预设阈值。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种分布式光纤应变传感器，其特征在于，包括第一方面所述的分布式光纤应变传感部件和信号解调装置；所述信号解调装置与所述分布式光纤应变传感部件光连接，用于向应变光纤输入预设激光信号以及接收所述分布式光纤应变传感部件输出的激光信号；所述分布式光纤应变传感部件被进入不同位置的边坡，用于根据所述待测边坡的内应力发生形变。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的分布式光纤应变传感部件，包括至少一个光纤应变结构；每个应变结构包括应变光纤和支撑部件，且所述应变光纤设置在所述支撑部件的开槽中；所述至少一个光纤应变结构被埋入待测边坡，用于根据所述待测边坡的内应力发生形变。可见，本申请实施例中通过将至少一个光纤应变结构进入不同位置的待测边坡，可以扩大监测边坡区域。并且，将应变光纤设置在开槽中，可以避免边坡中碎石等硬质材料对应变光纤的切割，从而避免应变光纤断掉防止应变光纤产生错误信号，延长光纤应变传感器的使用寿命以及提高灵敏度。最后，本申请实施例中分布式光纤应变部件结构可靠，易于安装。