边坡滑坡监测装置及其安装方法及一种边坡滚石监测装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种光纤光栅边坡滑坡监测装置，其包括依次连接的光纤光栅传感器、传输光缆和信号处理器；所述光纤光栅传感器包括依次连接的锚头、测绳、弹簧、悬臂梁和附着于所述悬臂梁上的光纤光栅；所述悬臂梁置于一外壳内且一端固定于所述外壳、另一端与弹簧连接；所述光纤光栅通过所述传输光缆与所述信号处理器连接。本发明的边坡滑坡监测装置具有如下优点：(1)实时地对边坡状态进行监控，观测结果连续，及时性好；(2)电绝缘性能好，适用范围广，安全可靠；（3）抗电磁干扰性能好，可远距离监测；(4)化学性能稳定好，安全、可靠。另本发明还涉及一种光纤光栅边坡滑坡监测装置的安装方法和一种边坡滚石监测装置。
【专利说明】边坡滑坡监测装置及其安装方法及一种边坡滚石监测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种边坡滑坡监测装置，尤其涉及一种光纤光栅边坡滑坡监测装置。另本发明还涉及一种光纤光栅边坡滑坡监测装置的安装方法和一种边坡滚石监测装置。
【背景技术】
[0002]近年来，我国基础设施建设发展迅速，尤其是公路、铁路、隧桥等建设发展速度尤为突出。但是我国山多地少，尤其是西部地区，地质灾害发生频繁，边坡的稳态决定交通线路的运营安全，边坡的变形失稳会对人类生命安全和财产构成直接危害，我国在这方面也做了很多防治工作，建立了不少边坡监测系统，进行边坡稳定监测分析。
[0003]目前传统的边坡滑坡监测通常包括以下几类:(1)人工使用经纬仪、水准仪、测距仪观测，这种方案缺点在于及时性差，观测不连续；(2) GPS监测，这种方案缺点在于系统昂贵；(3)使用传统的电类倾斜仪、位移计、应变计进行监测，这种方案缺点在于无法解决野外供电问题，信号远程传输难，且系统容易遭受雷电破坏。
[0004]综上所述，传统的边坡监测各种方案，都无法同时解决边坡监测的及时性、安全性、可靠性差，价格昂贵，抗电磁干扰性弱，长距离传输等问题。
【发明内容】
[0005]本发明专利针对上述现有技术中的不足，提出了一种边坡滑坡监测装置及其应用方法。
[0006]本发明提供的技术方案具体如下:
一种边坡滑坡监测装置，其包括依次连接的光纤光栅传感器、传输光缆和信号处理器；所述光纤光栅传感器包括依次连接的锚头、测绳、弹簧、悬臂梁和附着于所述悬臂梁上的光纤光栅；所述悬臂梁置于一外壳内且一端固定于所述外壳、另一端与弹簧连接；所述光纤光栅通过所述传输光缆与所述信号处理器连接。
[0007]本发明的边坡滑坡监测装置与传统的边坡滑坡监测装置相比，具有如下优点:(I)通过传输光缆将光纤光栅传感器与信号处理器连接，实时地对边坡状态进行监控，观测结果连续，及时性好；(2)电绝缘性能好，适用范围广，安全可靠:光纤本身是由电介质构成的，而且无需电源驱动，因此适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用；(3)抗电磁干扰性能好，可远距离监测:一般电磁辐射的频率比光波低许多，所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响，光纤传输损耗小，可实现远距离遥控监测；(4)化学性能稳定好，安全、可靠:由于制作光纤的材料石英具有极高的化学稳定性，因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用。
[0008]优选的，所述锚头为爪手式锚头、螺纹式锚头或液压式锚头。
[0009]优选的，所述测绳为镀锌钢丝绳。
[0010]优选的，所述传输光缆为光纤光缆。
[0011]另外，本发明还提供一种边坡滑坡监测装置的安装方法，安装时，所述锚头固定于所述边坡的内部的稳定层；所述测绳和所述弹簧的安装方向与所述边坡的潜在滑动层垂直；所述外壳紧贴在所述边坡的潜在滑动层的外表面。
[0012]最后，本发明还提供一种边坡滚石监测装置，其包括至少两个光纤光栅传感器，所述至少两个光纤光栅传感器的光纤光栅通过光纤串联，最末端的光纤光栅通过传输光缆与所述信号处理器连接。当边坡发生滚石时，砸断光纤或传输光缆，实现滚石监测。
[0013]【【专利附图】
【附图说明】】
图1为本发明边坡滑坡监测装置的示意图。
[0014]图2为本发明边坡滑坡监测装置的工作原理示意图。
[0015]【【具体实施方式】】
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的阐述。
[0016]如图1所示，为本发明边坡滑坡监测装置的示意图，其包括依次连接的光纤光栅传感器1、传输光缆2和信号处理器3 ;所述光纤光栅传感器I包括依次连接的锚头11、测绳12、弹簧13、悬臂梁14和附着于所述悬臂梁14上的光纤光栅15 ;所述悬臂梁14置于一外壳16内且一端固定于所述外壳16、另一端与弹簧13连接；所述光纤光栅15通过所述传输光缆2与所述信号处理器3连接。
[0017]其中，锚头11可选用爪手式锚头、螺纹式锚头或液压式锚头，具体锚头11可根据地质条件和不同的监测需要进行选择；所述测绳12为镀锌钢丝绳；所述传输光缆2为光纤光缆，由于光纤光缆信号损失小，可实现远距离的信号传输。
[0018]进一步参考图2，为本发明边坡滑坡监测装置的工作原理示意图，其中边坡包括内部的稳定层4和外部滑动层5，初始安装时，锚头11自固定或者浇铸到边坡内部的稳定层4中，所述稳定层4可以是稳定的岩石层或边坡内部稳定的土体层，这样可以保证锚头位置不受外界滑坡影响。与锚头11连接的测绳12和弹簧13 (图2中未标示)安装方向与边坡潜在的滑动方向A — B垂直，滑坡后测绳12被拉伸并改变垂直方向，测绳的位移变化量通过弹簧13传递至外壳16内的光纤光栅15上,光纤光栅15的形变信息通过传输光缆2传输到远端的信号处理器3中实现检测、显示、报警。
[0019]本发明的边坡滑坡监测装置安装时，应注意保证所述锚头11固定于所述边坡的内部的稳定层4中；所述测绳12和所述弹簧13的安装方向与所述边坡的潜在滑动方向A — B垂直；所述外壳16紧贴在所述边坡的潜在滑动层的外表面。
[0020]另外，本发明还提供一种边坡滚石监测装置，其包括至少两个上文所述的光纤光栅传感器I，所述至少两个光纤光栅传感器I的光纤光栅15通过若干光纤串联,最末端的光纤光栅15通过传输光缆2与所述信号处理器3连接。当边坡发生滚石时，光纤或传输光缆2被砸断，远端的信号处理器接收到该信号，实现滚石监测。
[0021]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种边坡滑坡监测装置，其特征在于:其包括依次连接的光纤光栅传感器、传输光缆和信号处理器；所述光纤光栅传感器包括依次连接的锚头、测绳、弹簧、悬臂梁和附着于所述悬臂梁上的光纤光栅；所述悬臂梁置于一外壳内且一端固定于所述外壳、另一端与弹簧连接；所述光纤光栅通过所述传输光缆与所述信号处理器连接。
2.如权利要求1所述的边坡滑坡监测装置，其特征在于:所述锚头为爪手式锚头、螺纹式锚头或液压式锚头。
3.如权利要求1所述的边坡滑坡监测装置，其特征在于:所述测绳为镀锌钢丝绳。
4.如权利要求1所述的边坡滑坡监测装置，其特征在于:所述传输光缆为光纤光缆。
5.一种权利要求1所述的边坡滑坡监测装置的安装方法，其特征在于:所述锚头固定于所述边坡的内部的稳定层；所述测绳和所述弹簧的安装方向与所述边坡的潜在滑动层垂直；所述外壳紧贴在所述边坡的潜在滑动层的外表面。
6.一种边坡滚石监测装置，其特征在于:其包括至少两个权利要求1中所述的光纤光栅传感器，所述至少两个光纤光栅传感器的光纤光栅通过光纤串联，最末端的光纤光栅通过传输光缆与所述信号处理器连接。
【文档编号】G01B11/16GK104165597SQ201310185414
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】汤树成, 周枫, 张 杰, 郑炜, 孟申庆, 张恒, 何唯平 申请人:上海启鹏工程材料科技有限公司, 深圳海川新材料科技有限公司, 深圳市海川实业股份有限公司, 深圳海川工程科技有限公司