涉水结构物渗漏无热源光纤定位定向系统及监测方法_2

文档序号:8256132阅读:来源:国知局
动右侧的上下对称分布的右销轴,将其插入在右侧山形凸柱中的圆锥孔中,然后 将销插入销孔中固定右销轴中;
[0021] 第四步,待将监测光纤单元运输至待测区域之后,旋开上载纤扣及下载纤扣,打开 左上外圆护壁、左下外圆护壁、右上外圆护壁和右下外圆护壁将监测光纤单元从凹凸型载 纤腔中取出,将一定长度的监测光纤单元放置到两端对称分布的内壁设有渗漏网筛的第二 载纤凹道中,将另一段定长度的监测光纤单元放置到内壁设有渗漏网筛的第一载纤凹道 内;通过左侧的下连轴球和上连轴球将配置有下弧形连柄、下载纤弧端和上弧形连柄、上载 纤弧端的第二载纤凹道铰接于山形端梁的两端,同样步骤,通过右侧的连轴球和上连轴球 将配置有下弧形连柄、下载纤弧端和上弧形连柄、上载纤弧端的第二载纤凹道铰接于山形 端梁的两端;
[0022] 第五步,通过上端的左连球和右连球,将连接有左载纤端、左连柄和右载纤端、右 连柄的第一载纤凹道铰接到左架构梁及右架构梁上,同样,通过下端的左连球和右连球,将 连接有左载纤端、左连柄和右载纤端、右连柄的第一载纤凹道铰接到左架构梁及右架构梁 上,到此,始端的渗流监测装置布置结束;
[0023] 第六步,将第一支撑架构柱一端插入到上水平横梁中的上端槽中,第一支撑架构 柱的另一端布置于底转台螺槽中,将第二支撑架构柱一端旋入到上转台螺槽中,按下通底 竖梁,且将转台圆槽在通底竖梁的上下端进行布置,以完全封闭通底竖梁,将第二支撑架构 柱另一端连接到另一渗流监测装置的上水平横梁中的横梁卡槽中,绕着通底竖梁旋动上下 第一支撑架构柱和第二支撑架构柱以调整其布置形式,从而与渗流待测区域待测结构有效 吻合,将两个渗流监测装置之间的下水平横梁依照上述同样的步骤通过另一新的旋转支架 将不同的渗流监测装置串联连接,调整支撑架构柱的转向,进而完成末端的渗流监测装置 布置,将所有渗流监测装置中的标定光纤和渗流测量光纤与信息收集装置连接;
[0024] 第七步,打开信息收集装置,首先将标定光纤的信息进行收集,去除其中与均值差 别较大的光纤,且保留其温度变化较小的几根,将互校正处理之后的标定光纤作为最终的 标定光纤;
[0025] 第八步,待渗流水体经过该区域时,通过上渗析棒和下渗析棒将渗流水体的热量 直接传递到渗流测量光纤处,实时记录其变化情况,与第七步的标定光纤进行比对分析,辨 识该处渗流状态,当涉水结构物的渗流水体流过渗流监测装置时,第一监测光纤单元和第 二监测光纤单元内的第一载纤凹道和第二载纤凹道将流过的水体汇集,实时记录信息采集 装置采集到的数据,且将采集到的数据值与标定光纤值进行差值,将差值结果绘制成时程 曲线,若时程曲线变化较大,则该处即存在渗流水体,实现定位;通过上述同样方法,分析渗 流监测装置中不同方向布置的监测光纤单元的时程曲线,若某一方向上监测光纤的时程曲 线波动较大,则判定该方向上存在渗流水体,实现定向;进而,最终实现对涉水结构物渗漏 定位与定向监测。
[0026] 本发明的涉水结构物渗漏无热源光纤定位定向系统,包括水平及竖直方向的四个 监测光纤单元进行监测,每个监测光纤单元内有一根渗流测量光纤、两根标定用光纤,四周 环绕型布置可最大限度地监测来自不同方向的渗流状况,极大地避免了某些方向上的渗流 漏测情况,对于涉水结构物渗漏多维多向的准确定位和定向具有重要意义;且在只需要单 独布置某向渗流监测的区域,其四向的监测光纤单元可以单独布设。
[0027] 在本发明中,光纤信息收集装置为常见的光功率计、OTDR光时域反射仪、 PPP-BOTDA预泵浦布里渊光时域分析仪等装置。
[0028] 有益效果:本发明的涉水结构物渗漏无热源光纤定位定向系统及监测方法,监测 光纤单元无需借助外设热源对其加热即可进行监测,研发的渗流监测光纤单元系列化的外 圆护壁,其上下对开的设计极大提升了实际工程中的运输及布设的能力,渗流监测装置的 四向结构设计实现了全方位渗流监测,360°自由转动设计可无死角地布置于任意待测位 置,有效弥补了传统监测技术及已有分布式光纤监测技术中的部分不足,具有无需加热、分 布式、多向性、同步性等特点,在降低监测成本、提升监测精度及工程实用化等方面具有突 出优势。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的结构图;
[0030] 图2为本发明的渗流监测装置结构图;
[0031] 图3为图1中渗漏监测光纤单元结构图;
[0032] 图4为外圆护壁结构图;
[0033] 图5为图1中上水平横梁截面图;
[0034] 图6为图1中下水平横梁截面图;
[0035] 图7为图1中自由转台平面图;
[0036] 图8为图7中细部结构图;
[0037] 图9为图1中渗漏网筛细部结构图。
[0038] 其中:100-左凸边外层;101-左凸边中层;102-左凸边内层;103-右凸边外 层;104-右凸边中层;105-右凸边内层;106-绝热隔层;107-硬质护层;108-标定光纤; 109-上凹边中层;110-上凹边外层;111-上凹边内层;112-下凹边中层;113-下凹边内 层;114-下凹边外层;115-上渗析棒;116-下渗析棒;117-硬质钢圈;118-渗流测量光 纤;200-上载纤扣;201-左圆转环;202-右圆转环;203-外圆护壁;204-凹凸型载纤腔; 205-下载纤扣;301-第一支撑架构柱;302-下旋转螺纹端;303-上旋转螺纹端;304-第 二支撑架构柱;400-底转台螺槽;401-通底竖梁;402-底圆转台;403-上圆转台;404-转 台圆槽;405-上转台螺槽;500-下横折梁;501-下连轴球;502-下弧形连柄;503-下载纤 弧端;504-第二载纤凹道;505-上载纤弧端;506-上弧形连柄;507-上连轴球;508-上横 折梁;509-山形端梁;510-圆锥孔;511-山形凸柱;600-左载纤端;601-左连柄;602-左 连球;603-右载纤端;604-右连柄;605-右连球;606-左架构梁;607-左销轴;608-右架 构梁;609-右销轴;610-载纤护层;611-第一载纤凹道;612-上水平横梁;613-上端槽; 614-横梁卡槽;615-下水平横梁;616-下端槽;617-横梁凸槽;618-渗漏网筛。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0040] 如图1至图9所示,本发明的一种涉水结构物渗漏无热源光纤定位定向系统,包括 若干个通过旋转支架连接的渗流监测装置,所述渗流监测装置包含前后对称分布的第一渗 流监测单元和左右对称分布的第二渗流监测单元。
[0041] 第一渗流监测单元包含固定监测光纤单元的第一载纤凹道611,第一载纤凹道 611外设有载纤护层610,第一载纤凹道611两端分别设有左载纤端600和右载纤端603, 左载纤端600通过左连柄601与左连球602连接,右载纤端603通过右连柄604与右连球 605连接,左连球602和右连球605铰接在横梁支架两端,横梁支架向左右两侧延伸有左销 轴607和右销轴609。
[0042] 第二渗流监测单元包含固定监测光纤单元的第二载纤凹道504,第二载纤凹道 504的两端分别设有上载纤弧端505和下载纤弧端503,上载纤弧端505通过上弧形连柄 506与上连轴球507连接,下载纤弧端503通过下弧形连柄502与下连轴球501连接,山形 端梁509两端延伸有上横折梁508和下横折梁500,上连轴球507和下连轴球501铰接在上 横折梁508和下横折梁500上,山形端梁509上延伸有山形凸柱511,山形凸柱511内设有 与左销轴607和右销轴609配合的圆锥孔510。
[0043] 旋转支架包含第一支撑架构柱301和第二支撑架构柱304,所述第一支撑架构柱 301 -端与横梁支架连接,另一端与底圆转台402连接,底圆转台402上安装有上圆转台 403,第二支撑架构柱304 -端与另一个渗流监测装置的横梁支架连接,另一端插入到上圆 转台403中,底圆转台402和上圆转台403中心安装有通底竖梁401,第一支撑架构柱301 和第二支撑架构柱304可分别绕通底竖梁401转动,通底竖梁401上下端设有转台圆槽404 用于将通底竖梁401封闭。
[0044] 在本发明中,所述横梁支架包含上水平横梁612和与上水平横梁612连接的下水 平横梁615,上水平横梁612和下水平横梁615的两端分别延伸左架构梁606和右架构梁 608,上水平横梁612和下水平横梁615的左架构梁606和右架构梁608分别与左连球602 和右连球605铰接,上水平横梁612和下水平横梁615的中部分别设有上端槽613和下端 槽616,上端槽613与第一支撑架构柱301连接,下端槽616与另一个旋转支架的第一支撑 架构柱301连接。
[0045] 在本发明中,所述上水平横梁612设有T型状横梁卡槽614,下水平横梁615设有 沿T型状横梁卡槽614运动的横梁凸台。
[0046] 在本发明中,所述监测光纤单元包含一根渗流测量光纤118和两根标定光纤108, 两根标定光纤108位于渗流测量光纤118的两侧,渗流测量光纤118和两根标定光纤108通 过在凹槽内填充填
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