[发明专利]一种基于光纤感测技术的角度位移计及其安装方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤感测技术的角度位移计及其安装方法，其特征在于，该角度位移计包括导轮系统；传感光缆缠绕在所述导轮系统上；所述导轮系统和传感光缆间置有高强度环氧粘结剂；空心连接杆之间通过导轮系统和传感光缆连接，所述导轮系统安装在所述空心连接杆上，所述传感光缆穿过空心连接杆；所述传感光缆通过光纤跳线连接解调仪。针对当前技术无法准确实现滑坡内部位移分布式监测，提供一种基于光纤感测技术的角度位移计，该角度位移计能实现滑坡内部位移分布式监测，且减小了结构的应变通过粘合层的变形传递到光纤传感器过程中的应变损失。

技术领域

本发明涉及一种基于光纤感测技术的角度位移计及其安装方法，属于坡内位移检测技术领域。

背景技术

滑坡灾害的发生会造成巨大的人员伤亡和经济损失。滑坡受到各种因素的作用和影响，例如降雨、库水位、岩土体性质等，因此难以精准判断滑坡灾害的发生时间。滑坡失稳通常伴随着明显位移，因此，滑坡位移的精准监测在滑坡灾害防治和预警工作中显得至关重要。

滑坡位移监测可以分为坡表位移监测和坡内位移监测。坡表位移监测手段(GPS、GIS、RS、SAR)可以对边坡表面某点位移精准监测，但不能获取滑坡内部变形信息。坡内的位移监测主要通过测斜管和测斜仪实现滑坡内部位移的监测。传统的测斜仪由于监测精度、监测效率、抗干扰等方面存在一些不足，难以满足目前滑坡监测的需求。

光纤感测是近年来迅速发展起来的一种以光纤为媒介，光为载体的新型传感技术，相比于传统的监测技术其具有灵敏度高、抗电磁干扰、监测距离长、成本低等一系列优点，目前已广泛应用于石油化工、航空航天、水利水电、土木、地质等工程领域。

常用的光纤感测技术包括OFDR、OTDR、BOTDR、BOTDA、UWFBG等。OFDR技术是一种基于瑞利散射光变化的光纤应变量测技术,基本原理是利用连续可调谐激光源，该光源发出可调谐扫频光，光束进入耦合器分成两束光，一束光进入参考臂，成为参考光；另外一束光进入测试光纤，两束光遇到光纤中的不均匀介质会发生散射，最终两束光中的后向瑞利散射和菲尼尔反射光会反射回来发生干涉，干涉光中便会携带两束光的频率差和相位差，在光电探测器表面被探测，经过后期数据处理便可以得到光纤中携带的各种信息，比如光纤长度、应变量、光纤断裂、熔接点等。

密集分布式光纤(UWFBG)又称弱光栅，它的基本原理是基于时分复用技术，单一光纤经在线拉丝刻栅技术或静态式侧面曝光刻写技术可制成数千个相同周期的光纤光栅点的密集分布式光纤。该特种光纤通过弱光栅波长调制后经光时域反射测量技术进行定位即可实现与高精度的温度和应变测量，其应变/温度感测原理与FBG原理相同，即入射光中满足布拉格衍射条件的光经光栅后被耦合反射，不满足该条件的入射光则会直接透过该光栅区域，从而在反射光谱中表现为出现波长峰值的形态，而当纤芯所处环境温度或光纤沿轴线发生应变变化时会使得其有效折射率及栅距发生改变，从而引起反射光中心波长产生漂移变化，即可对温度和应变实现精确感知。此外由于密集分布式光纤的栅点间距小、数量多，可实现分布式连续测量的效果，因其还具有常规FBG不具备的长距离分布式监测的优势。

由上述分析，可明显看出，当前技术无法准确实现滑坡内部位移分布式检测，且传统的检测技术存在灵敏度低、不能抗电磁干扰、监测距离短、成本高的问题。

发明内容

为克服上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于光纤感测技术的角度位移计及其安装方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种基于光纤感测技术的角度位移计，其特征在于，该角度位移计包括导轮系统；传感光缆缠绕在所述导轮系统上；所述导轮系统和传感光缆间置有高强度环氧粘结剂；空心连接杆之间通过导轮系统和传感光缆连接，所述导轮系统安装在所述空心连接杆上，所述传感光缆穿过空心连接杆；所述传感光缆通过光纤跳线连接解调仪。

具体的，所述导轮系统包括固定轮，转动轮，所述固定轮通过连接构件和固定螺栓安装在转动轮上。