[实用新型]一种可识别方向、抗震的光纤测斜装置

说明书

本实用新型公开一种可识别方向、抗震的光纤测斜装置，所述光纤测斜装置包括：测斜管，所述测斜管内部包括N节测斜仪，所述测斜仪包括重力锤、弹性杆、盖子、腔体、多条（如实例中3条）传输光纤、多（本实例中3个）个光纤光栅，所述腔体固定在所述测斜管内壁，所述重力锤、弹性杆、盖子、传输光纤、光纤光栅位于所述腔体内部，所述盖子与腔体相连，所述弹性杆上端固定在盖子下，所述重力锤固定在所述弹性杆的下端，所述光纤光栅刻写于所述传输光纤上并固定在弹性杆外壁，所述腔体上下外壳有光纤接口来引入和引出传输光纤，分别连接N节测斜仪。本实用新型实现了方向可识别、多级串联、抗震的测斜。

技术领域

本实用新型涉及光纤测斜技术领域，特别是涉及一种可识别方向、抗震的光纤测斜装置。

背景技术

为了保证水利水电、矿产冶金、交通与城建岩土工程等工程领域的工程设计、施工及其使用安全，人们设计了测斜仪这一装置。测斜仪是一种被广泛用于测量钻孔、建筑物基坑、山体边坡等工程建筑的钻孔倾角和方位角的原位监测仪器。

测斜仪一般分为便携式测斜仪和固定式测斜仪，可用于测量隧道引起的地面位移、堤坝的变形、山体滑坡地区的倾斜状况、填埋场的沉降等情况。目前已有研究机构研制了电阻应变式、加速度计式和电子计式等电子式测斜仪。但是目前常使用的便携式测斜仪需要耗费较多的人力和时间，在一些极端环境下也无法保证安全的及时测量，而固定式测斜仪相对来说成本较高，而且在环境潮湿或者强电磁干扰、或者易燃易爆的测量环境下，电子式的测斜仪容易出现发生故障或者不适用的情况。

而近年来，光纤传感器得到了迅速发展，光纤测斜仪也应运而生，目前已有的光纤测斜仪主要是将光纤光栅绕在测斜管外部，这种方式中的测斜仪大多只能监测一个方向上的倾斜角度，光纤容易折断，某一部分发生损坏则需要全部更换，维护成本较高，而且无法排除外界振动导致的影响。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种可识别方向、抗震的光纤测斜装置，具有结构稳定、操作简便、不受使用环境影响、维护成本低等优点。

本实用新型提供的一种可识别方向、抗震的光纤测斜装置包括：测斜管，所述测斜管内部包括N节测斜仪，所述测斜仪包括重力锤、弹性杆、盖子、腔体、多（如实例中3条）条传输光纤、多（如实例中3个）个光纤光栅，所述腔体固定在所述测斜管内壁，所述重力锤、弹性杆、盖子、传输光纤、光纤光栅位于所述腔体内部，其中所述盖子与腔体相连，所述弹性杆上端固定在盖子下，所述重力锤固定在所述弹性杆的下端，所述光纤光栅刻写于所述传输光纤上并固定在弹性杆外壁用于测量倾斜产生的应变，所述腔体上下表面有光纤接口可以引入和引出传输光纤，分别连接N节测斜仪。

在一种可选的实施方式中，所述测斜管与所述腔体之间填充消音/减震材料或结构，用于减少外部振动的影响。

在一种可选的实施方式中，所述盖子和腔体之间填充消音/减震材料或结构，用于减少外部振动的影响。

在一种可选的实施方式中，所述消音材料为消音海绵、消音泡沫、玻璃纤维棉。

在一种可选的实施方式中，所述腔体内壁与所述重力锤之间填充了柔性减震材料（如海绵）用于隔绝外界振动和减小所述重力锤的晃动和振荡。

在一种可选的实施方式中，所述光纤光栅采用胶连的方式固定于所述弹性杆周围。

在一种可选的实施方式中，所述传输光纤和所述光纤光栅数量相等。

单节测斜仪中的光纤光栅若受到倾斜导致的应力变化，会导致光纤光栅周期等发生变化，从而反射谱的中心波长漂移。在应用现场实时监测时，以山体斜坡为例，如果山坡发生了倾斜，会在测斜管中产生应变，其中传递到悬臂摆上使悬臂摆弯，在弹性杆不同位置上的光纤光栅产生不同程度的拉伸或压缩，如果山体斜坡发生倾斜越明显则测斜管倾斜角越大，弹性杆弯曲程度越大，对应光纤光栅产生的应变越大，并且能识别方向。