[发明专利]一种基于OFDR和Flex传感器的注浆压力监测系统

权利要求书

1.一种基于OFDR和Flex传感器的注浆压力监测系统，其特征在于，包括OFDR光纤传感器、下铰接球、左OFDR传感器信号臂、左铰接球、右OFDR传感器信号臂、右铰接球、空心悬挂轨、外部信号处理系统、PLA管、Flex传感器及数据处理系统；

所述OFDR光纤传感器下端连接所述下铰接球，所述左OFDR传感器信号臂的上端连接所述左铰接球，所述左铰接球固定在所述空心悬挂轨内，所述右OFDR传感器信号臂的上端连接所述右铰接球，所述右铰接球内置于所述空心悬挂轨内并沿着所述空心悬挂轨滑动，所述OFDR光纤传感器的两端分别经所述左铰接球、所述右铰接球穿过所述空心悬挂轨连接所述外部信号处理系统；

所述PLA管内预留安装槽，所述安装槽内设置所述Flex传感器，两根所述PLA管铰接，其中一根所述PLA管的上端与测压桶的内平台下表面连接，另一根所述PLA管的下端与所述测压桶的底面刚接，所述Flex传感器穿过所述PLA管与所述数据处理系统连接，

所述OFDR光纤传感器包括参考光纤与待测光纤，所述参考光纤设置在所述左OFDR传感器信号臂内，所述待测光纤设置在所述右OFDR传感器信号臂内；

线性扫频激光器发出的连续光经过光纤耦合器进入所述下铰接球，其中一束所述连续光进入所述参考光纤，另一束所述连续光进入所述待测光纤，两束所述连续光的光程不同，所述参考光纤与所述待测光纤中的背向散射光携带不同的频率信息，两束所述背向散射光射到所述外部信号处理系统的光电检测器的光敏面上发生干涉现象，获得所述待测光纤携带的信息。

2.根据权利要求1中所述的一种基于OFDR和Flex传感器的注浆压力监测系统，其特征在于，所述数据处理系统包括数据采集传输装置与数据采集分析终端，所述Flex传感器通过传感器信号采集线缆与所述数据采集传输装置连接，所述数据采集传输装置与所述数据采集分析终端通过蓝牙无线发射装置连接。

3.根据权利要求1中所述的一种基于OFDR和Flex传感器的注浆压力监测系统，其特征在于，所述OFDR光纤传感器外设置套管，所述套管内部设置有OFDR光纤，所述套管包括传感器部分和固定孔部分，所述OFDR光纤传感器位于所述套管中轴线位置处并预留一定长度在所述套管外。

4.根据权利要求1中所述的一种基于OFDR和Flex传感器的注浆压力监测系统，其特征在于，所述下铰接球、所述左铰接球及所述右铰接球均设置有预留孔洞，所述OFDR光纤传感器穿过所述预留孔洞，所述空心悬挂轨内设置所述左铰接球与所述右铰接球，所述左铰接球位置固定，所述右铰接球在所述空心悬挂轨内自由滑动，所述下铰接球内部空心，所述左铰接球、所述右铰接球及所述下铰接球呈三角形分布。

5.根据权利要求1中所述的一种基于OFDR和Flex传感器的注浆压力监测系统，其特征在于，监测方法包括：

步骤S1：制作所述OFDR光纤传感器及铰接球并检验可用性；

步骤S2：将所述OFDR光纤传感器内置于套管内部，并将所述OFDR光纤传感器的两端与所述铰接球连接；

步骤S3:将所述铰接球放置在所述空心悬挂轨内部，使得所述左铰接球在上空心悬挂轨位置固定，所述右铰接球在所述上空心悬挂轨中自由滑动，所述下铰接球在下空心悬挂轨中自由滑动；

步骤S4：对所述OFDR光纤传感器进行信号测量与扫描，自所述外部信号处理系统获得测量结果；

步骤S5：安装所述PLA管与所述Flex传感器；

步骤S6：将所述Flex传感器通过传感器信号采集线缆与所述数据处理系统连接，通过蓝牙无线发射装置连接所述数据处理系统中的数据采集传输装置与数据采集分析终端，获得所述Flex传感器的测量结果。

6.根据权利要求5中所述的一种基于OFDR和Flex传感器的注浆压力监测系统，其特征在于，在步骤S4中，所述OFDR光纤传感器提前进行标定实验获得系数。