[发明专利]基于BOTDA温度技术的航电枢纽防渗墙渗漏监测系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于BOTDA温度技术的航电枢纽防渗墙渗漏监测系统及方法，包括若干片防渗墙、加热测温光纤、BOTDA光纳仪和控电装置；加热测温光纤包括传感光纤和导电防水线；控电装置包括UPS不间断移动电源、变压器和稳压器。本发明采用可以通电的加热测温光纤，并将其呈竖向的U型布设在航电枢纽的防渗墙内，利用通电后的加热测温光纤对温度变化的高灵敏度，在一定范围内对防渗墙进行渗漏监测，以及分析某一区域内的渗流速度，该系统及方法大大提高了防渗墙渗漏监测及分析的效率，避免了传统点式监测方法中漏检的可能性，且具有分布式、精度高、准确可靠等优点。

技术领域

本发明涉及光纤温度技术及防渗墙的渗漏监测技术领域，尤其涉及一种基于BOTDA温度技术的航电枢纽防渗墙渗漏监测系统及方法。

背景技术

我国是名副其实的航运航电枢纽工程大国，据水利部《第一次全国水利普查公报》显示截至2011年12月31日我国现有水库98002座，水电站46758座，过闸流量1立方米每秒及以上水闸268476座。航电枢纽工程在我国现代化建设和社会经济效益中发挥着重要的作用，其中防渗墙的墙体质量及渗漏情况监测是重中之重，其安全状况对于保证航电枢纽的运营以及人民财产安全和国家稳定更是至关重要的。随着现代化施工、设计、机械应用等各条件的提升，防渗墙的质量控制有了长足的进步，但随着其运营及诸多环境因素影响，不可避免的会出现裂缝等问题，若不能及时发现合理处置，持续的带病运行，势必会存在严重的安全隐患和失事风险。

从监测方法的选择上来说，以往监测基本上都是采用点式的测量工具，获取的都是离散点的数据信息，一般监测也是受限于成本和监测设备的结构效应等，只能选取一些典型剖面进行，对于防渗墙整体信息的了解也只能通过数学方法进行差值处理，这在一定程度上会漏掉重要信息，尤其对于防渗墙混凝土的开裂，局部小点渗漏等会存在较大的盲区。而光纤传感技术的发展在一定程度上为上述问题提供了一个解决途经，其分布式、高精度、长距离、低成本、高效率、不易受电磁干扰、能适应高温、高压等优点可以为防渗墙的安全监测提供保障。其中BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis)技术在分布式光纤传感监测技术中具有更突出的优势，其空间分别率可达厘米级，温度监测精度可达0.35℃，50米的测量范围最短用时为5秒等。

采用BOTDA温度技术监测防渗墙混凝土温度的方法可以方便的获得混凝土内更加密集的温度点信息，进而表征出防渗墙整体混凝土的温度场变化信息，可以预见这种温度场的变化严格遵循某种热力学方程，其一定存在相应的解析解。通过这种更加精细化的监测手段结合混凝土的热力学参数，设定相应的边界条件，可以建立求解防渗墙温度场的方程。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于BOTDA温度技术的航电枢纽防渗墙渗漏监测系统及方法，用于监测其墙体质量及渗漏情况。

本发明采用的技术方案是：基于BOTDA温度技术的航电枢纽防渗墙渗漏监测系统，包括：若干片防渗墙、加热测温光纤、BOTDA光纳仪和控电装置，所述若干片防渗墙相邻设置，所述加热测温光纤竖向布设在所述防渗墙内，所述加热测温光纤包括传感光纤和导电防水线，所述传感光纤与所述BOTDA光纳仪连接，所述导电防水线与所述控电装置电连接。

进一步地，所述控电装置包括UPS不间断移动电源、变压器和稳压器，所述变压器分别和UPS不间断移动电源、稳压器电连接，所述UPS不间断移动电源用于给所述导电防水线提供持续的电源，所述变压器用于将所述UPS不间断移动电源的电压变为安全的工作电压，所述稳压器用于保持变压器输出的电压稳定。

进一步地，所述传感光纤用于接收和传递所述BOTDA光纳仪产生的光信号，所述导电防水线的接头涂抹防水胶并通过插头与所述控电装置电连接。

上述基于BOTDA温度技术的航电枢纽防渗墙渗漏监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下实施步骤：