專利名稱：一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道滲水監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
隧道作為交通基礎(chǔ)設(shè)施，給人們的生活帶來(lái)了極大的便利。然而，隨著我國(guó)交通建設(shè)水平的提高，隧道的數(shù)量與里程不斷増加。而運(yùn)營(yíng)期的隧道滲水現(xiàn)象以及由此產(chǎn)生的危害已經(jīng)引起了有關(guān)部門的高度重視。以公路隧道為例，現(xiàn)有調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)60%的公路隧道存在不同程度的滲水問(wèn)題。隧道滲水問(wèn)題可產(chǎn)生較大危害。滲漏水可導(dǎo)致隧底積水， 使隧道內(nèi)交通環(huán)境惡化，降低通行效率，危及交通安全；此外，在滲漏水的長(zhǎng)期作用下，會(huì)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕破壞，并腐蝕隧道附屬設(shè)施，縮短其使用壽命；在寒冷地區(qū)，反復(fù)的凍融循環(huán)，會(huì)在滲水處造成襯砌混凝土凍脹開裂破壞，并在襯砌和圍巖之間造成凍脹，引起拱墻變形破壞；滲漏水還可使拱墻上懸掛冰柱、冰溜，在隧底可能凍起并形成冰錐和冰坡等，造成較大的安全隱患。從以上內(nèi)容可以得出，隧道滲水問(wèn)題嚴(yán)重影響了交通安全。而應(yīng)對(duì)滲水問(wèn)題，首先要對(duì)滲水點(diǎn)的位置進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，再對(duì)癥下藥，這樣才能達(dá)到較好的治理效果。目前，在滲漏點(diǎn)的查找方面主要還是依靠肉眼的觀察與發(fā)現(xiàn)，而近幾年來(lái)也涌現(xiàn)出一些先進(jìn)的物探技術(shù)被應(yīng)用于對(duì)大型工程結(jié)構(gòu)的健康檢測(cè)。其中典型的有雷達(dá)波探測(cè)技木、紅外熱成像探測(cè)技術(shù)、脈沖回波探測(cè)技術(shù)等。這些技術(shù)只能完成對(duì)結(jié)構(gòu)物理?yè)p傷等信息的即時(shí)搜集，缺乏對(duì)滲水發(fā)生位置等信息的有效搜集手段。此外，隧道滲水現(xiàn)象是由于地下水的緩慢侵蝕而發(fā)生的，一旦發(fā)生便具有迅速蔓延的趨勢(shì)。若單純采用人為發(fā)起、現(xiàn)場(chǎng)排查的手段，在滲水突發(fā)的情況下，管理人員很難于第一時(shí)間做出反應(yīng)，同時(shí)會(huì)帶來(lái)人力和物力的極大消耗，且難以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，應(yīng)對(duì)隧道滲水問(wèn)題，需要ー種自動(dòng)監(jiān)測(cè)，井能在第一時(shí)間內(nèi)完成滲水發(fā)現(xiàn)與定位的技術(shù)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)方法及裝置，以解決上述問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟(I)在被監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)標(biāo)記各個(gè)待監(jiān)測(cè)位置；(2)將全部的所述待監(jiān)測(cè)位置劃分為多個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，每個(gè)所述待監(jiān)測(cè)區(qū)域包含至少ー個(gè)所述待監(jiān)測(cè)位置；(3)在每個(gè)所述監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的每ー個(gè)所述待監(jiān)測(cè)位置布置至少ー個(gè)光纖光柵濕度傳感器，并通過(guò)光纖將全部的所述光纖光柵濕度傳感器串接；
(4)每個(gè)所述光纖光柵濕度傳感器所檢測(cè)到的濕度實(shí)時(shí)信息通過(guò)光纖傳至光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器，所述濕度實(shí)時(shí)信息包括濕度數(shù)據(jù)；(5)光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器記錄并檢測(cè)所述濕度數(shù)據(jù)、計(jì)算并檢測(cè)濕度上升速度數(shù)據(jù)，并將所述濕度數(shù)據(jù)、所述濕度上升速度數(shù)據(jù)以及所述濕度數(shù)據(jù)和所述濕度上升速度數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的光纖光柵濕度傳感器所在的物理位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中；(6)當(dāng)所檢測(cè)到的濕度或者濕度上升速度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)則報(bào)警裝置啟動(dòng)報(bào)警；(7)報(bào)警后，從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取報(bào)警前I小時(shí)內(nèi)所有的所述濕度數(shù)據(jù)、所述濕度上升速度數(shù)據(jù)以及所述濕度數(shù)據(jù)和所述濕度上升速度數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的光纖光柵濕度傳感器所在的物理位置數(shù)據(jù)，確定滲水發(fā)生位置，完成對(duì)隧道滲水事件的報(bào)警與對(duì)滲水位置的定位。所述步驟(I)中所述待監(jiān)測(cè)位置為一切滲水多發(fā)位置或者小段區(qū)域，包括施工縫、伸縮縫。
所述步驟(2)中將全部的所述待監(jiān)測(cè)位置劃分為多個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的劃分方法為按照隧道長(zhǎng)度劃分，每200米 300米為ー個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域；或者按照待監(jiān)測(cè)位置的數(shù)量劃分，將任意數(shù)量的待監(jiān)測(cè)位置劃分為一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域。所述步驟(3)中所述通過(guò)光纖將全部的所述光纖光柵濕度傳感器串接的方法為，以所述待監(jiān)測(cè)位置沿所述被監(jiān)測(cè)隧道延伸的方向按S形方式串接。所述步驟(7)中所述確定滲水發(fā)生位置的方法為獲取報(bào)警前I小時(shí)內(nèi)濕度峰值最高的光纖光柵濕度傳感器的物理位置，將該位置確定為滲水發(fā)生位置；和/或獲取報(bào)警前I小時(shí)內(nèi)濕度上升速度峰值最高的光纖光柵濕度傳感器的物理位置，將該位置確定為滲水發(fā)生位置。一種實(shí)施所述的方法的裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)處理模塊和管理控制模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述信號(hào)處理模塊相連，所述信號(hào)處理模塊與所述管理控制模塊相連。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器陣列、光開關(guān)和光分/合路器，所述傳感器陣列與所述光開關(guān)相連，所述光開關(guān)與所述光分/合路器相連；所述傳感器陣列由多條傳感器鏈以總線形組成，所述傳感器鏈由一條光纖沿被監(jiān)測(cè)隧道延伸的方向按S形方式串接多個(gè)光纖光柵濕度傳感器形成；所述光開關(guān)用于切換所述傳感器陣列中各條傳感器鏈所回饋的光信號(hào)；所述光分/合路器用于對(duì)多個(gè)傳感器陣列所回饋的光信號(hào)進(jìn)行分路和合路，擴(kuò)大所述傳感器陣列的規(guī)模；所述光纖光柵濕度傳感器附著于所述待監(jiān)測(cè)位置，并通過(guò)隔水材料將每ー個(gè)所述光纖光柵濕度傳感器與相應(yīng)的所述待監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行包封或者通過(guò)隔水材料將多個(gè)相同中心波長(zhǎng)、濕度敏感特性一致的光纖光柵濕度傳感器與相應(yīng)的幾處相距不遠(yuǎn)的所述待監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行包封。所述信號(hào)處理模塊包括光源、光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器和光開關(guān)控制器，所述光開關(guān)控制器用于控制所述數(shù)據(jù)采集模塊中的光開關(guān)以輪詢的方式切換光信號(hào)。所述管理控制模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)。光纖光柵傳感是一種無(wú)電測(cè)量技術(shù)，其以光纖作為信息傳遞媒質(zhì)，能夠測(cè)量應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、位移、加速度、電場(chǎng)、電流等多種物理量和化學(xué)量，并具有高耐久性、體積小、重量輕、靈敏度高、抗電磁干擾、性能穩(wěn)定以及便于網(wǎng)絡(luò)化集成等優(yōu)點(diǎn)。光纖光柵傳感作為新一代的傳感手段，已廣泛應(yīng)用于對(duì)大型工程異常事件的監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)中，但目前未有論文或?qū)＠岢鰧⒐饫w光柵傳感技術(shù)應(yīng)用于對(duì)隧道滲水事件的監(jiān)測(cè)與定位中。在對(duì)濕度的監(jiān)測(cè)方面，光纖光柵傳感器的靈敏度是普通溫濕度傳感器的三倍，完全能夠滿足隧道滲水監(jiān)測(cè)的要求。而且，光纖光柵傳感器相比于其他傳感器可以做到被測(cè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)電壓、電流等電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無(wú)電檢測(cè)，本質(zhì)安全防爆，適用于隧道內(nèi)對(duì)環(huán)境安全性的要求。此外，光纖光柵多點(diǎn)、連續(xù)、長(zhǎng)距離感知的特點(diǎn)能更準(zhǔn)確、更簡(jiǎn)單的達(dá)到長(zhǎng)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確定位的效果，降低滲水事故帶來(lái)的危害。因此，可考慮選用光纖光柵濕度傳感器對(duì)隧道滲水問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并結(jié)合隧道環(huán)境，提供對(duì)隧道結(jié)構(gòu)影響不大，便于安裝，且滿足隧道內(nèi)防火、防爆等安全性要求的光纖光柵隧道滲水監(jiān)測(cè)方法與裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道滲水問(wèn)題的智能化、信息化處理。本發(fā)明的目的在于提供一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)方法及裝置，用于對(duì)隧道滲水現(xiàn)象多發(fā)位置進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并在滲水現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)及時(shí)報(bào)警和定位，以便隧道管理養(yǎng)護(hù)人員在第一時(shí)間內(nèi)掌握準(zhǔn)確信息，妥善處理。本發(fā)明提供了一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)方法與裝置，其采用光纖光柵濕度傳感技術(shù)，對(duì)隧道內(nèi)施工縫、伸縮縫等滲水多發(fā)位置或者小段區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)的濕度監(jiān)測(cè)， 井能在隧道滲水現(xiàn)象發(fā)生的第一時(shí)間內(nèi)完成報(bào)警和對(duì)滲水位置的定位。本發(fā)明可有效提高隧道滲水事故的處理效率，從而降低隧道滲水現(xiàn)象所帯來(lái)的危害。并且本發(fā)明對(duì)隧道結(jié)構(gòu)影響不大，便于安裝，滿足隧道內(nèi)防火、防爆等安全性要求。本發(fā)明所提供的基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)裝置將光纖光柵濕度傳感器附著于待監(jiān)測(cè)位置，并通過(guò)隔水材料將單一光纖光柵濕度傳感器與相應(yīng)的待監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行包封，或者通過(guò)隔水材料將多個(gè)相同的中心波長(zhǎng)、濕度敏感特性一致的光纖光柵濕度傳感器與相應(yīng)的幾處相距不遠(yuǎn)的待監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行包封，以達(dá)到隔絕外界空氣濕度干擾的目的。本發(fā)明可應(yīng)用于包括各類隧道在內(nèi)的大型公共建筑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于1，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了各類隧道自動(dòng)化查找滲漏點(diǎn)，不僅能完成對(duì)結(jié)構(gòu)物理?yè)p傷等信息的即時(shí)搜集，還能及時(shí)收集滲水發(fā)生位置等信息，便于管理人員在第一時(shí)間做出反應(yīng)保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。2，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建設(shè)成本低廉。


圖I示出了本發(fā)明中基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出本發(fā)明中基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)裝置中的光纖光柵濕度傳感器的布置示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用干限定本發(fā)明。如圖I所示的一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊101、信號(hào)處理模塊102和管理控制模塊103。數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)光纖與信號(hào)處理模塊相連，信號(hào)處理模塊與管理控制模塊相連數(shù)據(jù)采集模塊101，主要負(fù)責(zé)探測(cè)信號(hào)的收集，由傳感器陣列104、光開關(guān)105、光分/合路器106組成。其中傳感器陣列104，由多條包含多個(gè)光纖光柵濕度傳感器串接形成的傳感器鏈以總線形組成；光開關(guān)105，用于切換傳感器陣列104中各條傳感器鏈所回饋的光信號(hào)；光分/合路器106，用于對(duì)多個(gè)傳感器陣列所回饋的光信號(hào)進(jìn)行分路和合路，以達(dá)到擴(kuò)大所述傳感器陣列規(guī)模的目的。由于寬帶光源的譜寬一般為40nm-50nm,光纖光柵傳感器的譜寬通常為O. 07-0. 6nm，檢測(cè)外界信號(hào)時(shí)，光纖光柵傳感器中心波長(zhǎng)要漂移l_2nm，所以為了使不同光柵的反射光的譜峰不相互重疊，每個(gè)通道內(nèi)只能接收大約三十個(gè)以內(nèi)的光柵傳感器。ー個(gè)大型隧道工程往往需要同時(shí)監(jiān)測(cè)上百個(gè)位置的信號(hào)。因此，本發(fā)明利用光開關(guān)對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展，即利用光開關(guān)的時(shí)分復(fù)用原理，擴(kuò)大傳感網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，以滿足監(jiān)測(cè)環(huán)境的要求。通過(guò)光開關(guān)的開合，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)的被監(jiān)測(cè)區(qū)的狀態(tài)查看輪詢。因此，以時(shí)分復(fù)用方式實(shí)現(xiàn)傳感解調(diào)模塊與各傳感通道的連通，可通過(guò)擴(kuò)展光開關(guān)的數(shù)量有效增加傳感通道的數(shù)量，而不受限于傳感解調(diào)模塊中探測(cè)器的數(shù)量及一個(gè)光開關(guān)的端口數(shù)量，具有很強(qiáng)的傳感通道擴(kuò)展性。圖I的實(shí)施例中，每ー個(gè)傳感器陣列包括幾條由多個(gè)光纖光柵濕度傳感器(圖I中均示意性的畫出了 4個(gè))串接形成的傳感器鏈。其中，有一條傳感器鏈中沒(méi)有光纖光柵濕度傳感器，用于消除此傳感器陣列的光譜反射，從而避免在其它傳感器陣列的傳感探測(cè)時(shí)間周期中產(chǎn)生反射波干擾。此外，本發(fā)明利用光分/合路器可對(duì)多個(gè)傳感器陣列所回饋的光信號(hào)進(jìn)行分路和合路，適用于長(zhǎng)度較長(zhǎng)，或者監(jiān)測(cè)區(qū)域較分散的隧道，比如雙向公路隧道。圖I中該實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集模塊101可應(yīng)用于雙向公路隧道中，其中，傳感器陣列104和光開關(guān)105可放置于ー側(cè)公路隧道中；傳感器陣列107和光開關(guān)108可放置于另ー側(cè)公路隧道中。同時(shí)，圖I中僅以包含兩對(duì)傳感器陣列和兩對(duì)光開關(guān)的數(shù)據(jù)采集模塊為例，非本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。信號(hào)處理模塊102，包括光源109、耦合器110、光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器111以及光開關(guān)控制器112。光源109為寬帶光源。稱合器110用于稱合不同方向的光信號(hào)。光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器111用于對(duì)回饋的光信號(hào)進(jìn)行光波長(zhǎng)偏移量的檢測(cè)與分析，并將結(jié)果反饋至管理控制模塊103。光開關(guān)控制器112控制數(shù)據(jù)采集模塊101中的光開關(guān)以輪詢的方式切換多路光信號(hào)。管理控制模塊103，包括數(shù)據(jù)庫(kù)113、監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)114以及監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)115。數(shù)據(jù)庫(kù)113用于適時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的保存與讀取。監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)114與監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)115負(fù)責(zé)被收集信號(hào)的處理與光開關(guān)控制指令的發(fā)布，并負(fù)責(zé)信號(hào)的顯示、滲水事件的報(bào)警、滲水位置的定位以及打印和信息查詢等功能。圖2所示的是本實(shí)施例中基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)裝置中的光纖光柵濕度傳感器布置示意圖，本實(shí)施例以被監(jiān)測(cè)隧道201內(nèi)只有一個(gè)傳感器陣列為例。
被監(jiān)測(cè)隧道201包含多個(gè)待監(jiān)測(cè)位置，其中，待監(jiān)測(cè)位置為施工縫、伸縮縫等一切滲水多發(fā)位置或者小段區(qū)域。被監(jiān)測(cè)隧道201按照一定規(guī)則被劃分為多個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，202為其中一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域。監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分方法包括a.按照隧道長(zhǎng)度劃分，200米 300米為ー個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域；b.按照待監(jiān)測(cè)位置數(shù)量劃分，將任意數(shù)量的待監(jiān)測(cè)位置劃分為一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域。以監(jiān)測(cè)區(qū)域202為例，其包含一個(gè)光纜接續(xù)盒203以及一條以待監(jiān)測(cè)位置沿被監(jiān)測(cè)隧道201延伸的方向由一根光纖按S形方式串接多個(gè)光纖光柵濕度傳感器的傳感器鏈。 204為ー個(gè)光纖光柵濕度傳感器。本發(fā)明所提供的基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)裝置可在多處待監(jiān)測(cè)位置相距不遠(yuǎn)的情況下，在這幾處使用具有相同的中心波長(zhǎng)、濕度敏感特性一致的光纖光柵濕度傳感器進(jìn)行濕度監(jiān)測(cè)。因此，本發(fā)明所提供的基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)裝置可將這幾處待監(jiān)測(cè)位置作為ー個(gè)測(cè)量點(diǎn)，始終顯示其最高濕度。從而這幾處待監(jiān)測(cè)位置的傳感信號(hào)只需解調(diào)單一波長(zhǎng)，加快了解調(diào)的速度，同時(shí)配合光開關(guān)的切換動(dòng)作，可進(jìn)ー步提高光纖光柵傳感器的復(fù)用數(shù)量，并可以保證區(qū)分不同區(qū)域的濕度信號(hào)。以上通過(guò)具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)在被監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)標(biāo)記各個(gè)待監(jiān)測(cè)位置； (2)將全部的所述待監(jiān)測(cè)位置劃分為多個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，每個(gè)所述待監(jiān)測(cè)區(qū)域包含至少ー個(gè)所述待監(jiān)測(cè)位置； (3)在每個(gè)所述監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的每ー個(gè)所述待監(jiān)測(cè)位置布置至少ー個(gè)光纖光柵濕度傳感器，并通過(guò)光纖將全部的所述光纖光柵濕度傳感器串接； (4)每個(gè)所述光纖光柵濕度傳感器所檢測(cè)到的濕度實(shí)時(shí)信息通過(guò)光纖傳至光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器，所述濕度實(shí)時(shí)信息包括濕度數(shù)據(jù)； (5)光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器記錄并檢測(cè)所述濕度數(shù)據(jù)、計(jì)算并檢測(cè)濕度上升速度數(shù)據(jù)，并將所述濕度數(shù)據(jù)、所述濕度上升速度數(shù)據(jù)以及所述濕度數(shù)據(jù)和所述濕度上升速度數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的光纖光柵濕度傳感器所在的物理位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中； (6)當(dāng)所檢測(cè)到的濕度或者濕度上升速度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)則報(bào)警裝置啟動(dòng)報(bào)警； (7)報(bào)警后，從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取報(bào)警前I小時(shí)內(nèi)所有的所述濕度數(shù)據(jù)、所述濕度上升速度數(shù)據(jù)以及所述濕度數(shù)據(jù)和所述濕度上升速度數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的光纖光柵濕度傳感器所在的物理位置數(shù)據(jù)，確定滲水發(fā)生位置，完成對(duì)隧道滲水事件的報(bào)警與對(duì)滲水位置的定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中所述待監(jiān)測(cè)位置為一切滲水多發(fā)位置或者小段區(qū)域，包括施工縫、伸縮縫。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中將全部的所述待監(jiān)測(cè)位置劃分為多個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的劃分方法為按照隧道長(zhǎng)度劃分，每200米 300米為ー個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域；或者按照待監(jiān)測(cè)位置的數(shù)量劃分，將任意數(shù)量的待監(jiān)測(cè)位置劃分為一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中所述通過(guò)光纖將全部的所述光纖光柵濕度傳感器串接的方法為，以所述待監(jiān)測(cè)位置沿所述被監(jiān)測(cè)隧道延伸的方向按S形方式串接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(7)中所述確定滲水發(fā)生位置的方法為獲取報(bào)警前I小時(shí)內(nèi)濕度峰值最高的光纖光柵濕度傳感器的物理位置，將該位置確定為滲水發(fā)生位置；和/或獲取報(bào)警前I小時(shí)內(nèi)濕度上升速度峰值最高的光纖光柵濕度傳感器的物理位置，將該位置確定為滲水發(fā)生位置。
6.ー種實(shí)施權(quán)利要求I至5任意之一所述的方法的裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)處理模塊和管理控制模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述信號(hào)處理模塊相連，所述信號(hào)處理模塊與所述管理控制模塊相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器陣列、光開關(guān)和光分/合路器，所述傳感器陣列與所述光開關(guān)相連，所述光開關(guān)與所述光分/合路器相連；所述傳感器陣列由多條傳感器鏈以總線形組成，所述傳感器鏈由一條光纖沿被監(jiān)測(cè)隧道延伸的方向按S形方式串接多個(gè)光纖光柵濕度傳感器形成；所述光開關(guān)用于切換所述傳感器陣列中各條傳感器鏈所回饋的光信號(hào)；所述光分/合路器用于對(duì)多個(gè)傳感器陣列所回饋的光信號(hào)進(jìn)行分路和合路，擴(kuò)大所述傳感器陣列的規(guī)模；所述光纖光柵濕度傳感器附著于所述待監(jiān)測(cè)位置，并通過(guò)隔水材料將每ー個(gè)所述光纖光柵濕度傳感器與相應(yīng)的所述待監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行包封或者通過(guò)隔水材料將多個(gè)相同中心波長(zhǎng)、濕度敏感特性一致的光纖光柵濕度傳感器與相應(yīng)的幾處相距不遠(yuǎn)的所述待監(jiān)測(cè)位置進(jìn)行包封。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理模塊包括光源、光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器和光開關(guān)控制器，所述光開關(guān)控制器用于控制所述數(shù)據(jù)采集模塊中的光開關(guān)以輪詢的方式切換光信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述管理控制模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)。
全文摘要
一種基于光纖光柵的隧道滲水監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟(1)標(biāo)記待監(jiān)測(cè)位置；(2)劃分監(jiān)測(cè)區(qū)域；(3)布置光纖光柵濕度傳感器；(4)信息傳至光纖光柵濕度傳感測(cè)量?jī)x器；(5)記錄并檢測(cè)所述數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中；(6)當(dāng)超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)則報(bào)警裝置啟動(dòng)報(bào)警；(7)提取報(bào)警前1小時(shí)內(nèi)所有的所述數(shù)據(jù)，確定滲水發(fā)生位置。一種所述方法的裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)處理模塊和管理控制模塊。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了各類隧道自動(dòng)化查找滲漏點(diǎn)，不僅能完成對(duì)結(jié)構(gòu)物理?yè)p傷等信息的即時(shí)搜集，還能及時(shí)收集滲水發(fā)生位置等信息，便于管理人員在第一時(shí)間做出反應(yīng)保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01N33/00GK102650629SQ20111007204
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者張永旺, 懷珀, 李樹遠(yuǎn), 楊秀軍, 盛剛, 羅沛 申請(qǐng)人:北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司