复杂环境下堤坝浸润线分布式光纤感知系统及运行方法_2

文档序号:9928659阅读:来源:国知局
108-外圆载壁、109-中连柱、110-导杆螺头、111-导杆螺栓、112-传感光纤、200-第一端口台、201-内软连层、202-外硬护层、203-压头过渡端、204-弧形压头、205-导气塞、206-进气口、207-第一导纤横道、208-储气槽、209-锥形气道、210-手柄、211 -凹形容气槽、212-耳柄帽、213-耳柄杆、214-端口耳柄、215-排气道、216-导气柱、217-导气口、218-第二导纤横道、300-第二端口台、301-连接椎体、302-旋动杆、303-旋动柄、304-框定杆、305-圆球轴、306-导纤凹槽、307-T型横轨、308-载纤轴、400-电机箱、401 -旋转滚轴、402-半圆转盘。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0031]如图1至图9所示,本发明的一种复杂环境下堤坝浸润线分布式光纤感知系统,包括载入端导连装置、内框体装置、输出端导连装置、外配体装置,载入端导连装置通过第一端口台200与内框体装置进行连接,内框体装置与输出端导连装置通过第二端口台300连接,内框体装置与外配体装置通过横向导杆101进行连接,载入端导连装置将传感光纤输入端105引至内框体装置中,传感光纤为ZTT-GYXTW-4Ala型的测温光缆,通过半圆转盘402与旋转滚轴401对5m高堤坝模型中土体进行原地取样分析,进而实现对堤坝模型浸润线的分布式感知。
[0032]气压锁连模块中直径为0.1m的弧形压头通过压头过渡端与导气柱密闭形成凹形容气槽211,且准备一个ConSTl 18型号的便携式气压栗,将气压栗的接口连接到导气柱外面的导气口上,通过便携式气压栗将外部气体通过锥形气道209推入到储气槽208中,储气槽中的气压作用到直径为5cm的第一导纤横道207中,在第一导纤横道207中布设有ZTT-GYXTW-4Ala型的测温光缆,通过控制手柄210与排气道215对处于第一导纤横道207中的ZTT-GYXTW-4Ala型的测温光缆进行不同程度的松紧调节,将载纤连通模块中GFRP材质的外硬护层内接TPEE材质的内软连层,TPEE材质的内软连层内向紧贴直径为5cm的第二导纤横道 218;
[0033]ZTT-GYXTW-4Ala型传感光纤112通过分布于高度为6m的竖承载台104与6m高中连柱109上直径为6cm的载纤轴308将ZTT-GYXTW-4Ala型传感光纤112进行“3”型布设;
[0034]槽压锁紧模块中直径为2cm的旋动柄303与直径为Icm的旋动杆302连接,通过旋动柄303的转动来带动长度为1cm的旋动杆302的转动,旋动杆302通过直径为2cm的圆球轴305与连接椎体301相连接,长度为1cm的框定杆304通过圆球轴305将高度为3cm的连接椎体301与第二端口台300连接,连接椎体301与高度为3cm的T型横轨307连接,且控制T型横轨307的上下运行;载纤固定模块中深度为3cm的导纤凹槽306与T型横轨307平行布设,且通过耳柄杆213将耳柄314端口固定于竖承载台104上,通过载纤轴308的牵引过渡将ZTT-GYXTW-4Ala型传感光纤112引至导纤凹槽306中;
[0035]通过导杆螺头110与导杆螺栓111将高度为6.5m的开展梁100固定于长度为0.5m的横向导杆101上,且在横向导杆101的下底面上配备有载纤箱103,载纤箱103中放有承载ZTT-GYXTW-4Ala型输出端106与ZTT-GYXTW-4Ala型输入端105的直径为1cm的载纤盘102,且在横向导杆101开设有YJV22型号缆线107通过的通道,所述机电组配模块中YJV22型缆线107与电机箱400连接,电机箱400中配有三相异步电动机,其带动旋转滚轴401以最高转速57000转/分钟的速度进行旋转,进而带动半圆转盘402的转动。
[0036]在本发明中,竖承载台104的外侧布设有10个圆孔,其沿着6m高的高程上安装载入端导连装置和输出端导连装置,且竖承载台104平行于中连柱109、与直径为5m的外圆载壁108相切布设,竖承载台104底端安装有半圆转盘402,其在旋转滚轴401的高速带动下对5m高的堤坝模型土体取样。
[0037]在本发明中,框定杆304可以让连接椎体301不发生转动而只发生竖直向的运动,在旋动杆302的带动下,T型横轨107卡入到导纤凹槽306中,旋转旋动柄303微调T型横轨307与导纤凹槽306的闭合程度,进而调整输出端106与导纤凹槽306的接触程度。
[0038]在本发明中,开展梁100与竖承载台104平行布设,且在开展梁100的上下底端布设有导杆螺头110与导杆螺栓111,通过导杆螺头110与导杆螺栓111将开展梁100固定于横向导杆101处,保护YJV22型缆线107、ZTT-GYXTW-4Ala型输入端105及ZTT-GYXTW-4Ala型输出端106,且保证该段处的传感光纤输入端105及输出端106处于无外力干扰状态,实现与内框体装置中的ZTT-GYXTW-4AI a型传感光纤112的比对分析;载纤盘103将富余的传感光纤输入端105和输出端106进行存储备用,以实现远距离监测。
[0039]—种如上述复杂环境下堤坝浸润线分布式光纤感知系统的运行方法,包括以下步骤:
[0040]第一步,确定本堤坝工程需要监测的断面区域,后通过耳柄杆213、端口耳柄214将载入端导连装置与输出端导连装置固定于竖承载台104上,将载纤轴308分别安装到第一端口台200与第二端口台300上,在第一端口台200与第二端口台300中间位置处再安装一个载纤轴308,在中连柱109上同样安装两个载纤轴308,使传感光纤112能够在竖承载台104与中连柱109之间形成交错的“S”型结构布设;打开弧形压头204及压头过渡端203,将传感光纤输入端105通过第一导纤横道207与第二导纤横道218引至到内框体装置中,通过第一端口台200上的载纤轴308将传感光纤112引至到中连柱109中,后将传感光纤112以“S”型布置于竖承载台104与中连柱109之间,在输出端导连装置处通过第二端口台300上的载纤轴308将传感光纤112布设到导纤凹槽306中;
[0041 ] 第二步,框定杆304固定于第二端口台300中,通过框定杆304将第二端口台300与连接椎体301连接,通过转动旋动柄303进而带动旋动杆302的上下运动,旋动杆302的上下运动带动了 T型横轨307的上下运行,T型横轨307在向下运动时会压紧导纤凹槽306中的输出端106;通过直径为1cm的载纤盘将ZTT-GYXTW-4Ala型输出端106与ZTT-GYXTW-4Ala型输入端105盘绕数圈之后,将输出端106与传感光纤输入端105分别连接到Neubrex-6070型分布式光纤温度应变解调仪中,且对输出端106与传感光纤输入端105进行标记,标出光纤中光的传递方向,对缠绕在装置中的光纤而言,重要位置处需要进行标示,以与实际Neubrex-6070 型号的分布式光纤温度应变解调仪所分析出来的结果进行比对,防止出现误差过大而影响最终结果的情况。
[0042]第三步,在上述步骤准备完毕之后,在空载情况下对两侧的传感光纤输入端105与输出端106进行测试,保证传感光纤输入端105与输出端106除了初始应力影响之外无外界应力干扰,将其作为后续监测中对比分析用光纤段,其次,还需要测定内框体装置中传感光纤112的连通性及空载情况下的传感光纤112初始数值;将YJV22型的缆线107从横向导杆101中引出,将其引至至ljZH4105ZLD柴油机柴油发电机组中,且让ZH4105ZLD柴油机柴油发电机组作为本监测系统提供室外的供电模块,后通过YJV22型缆线107来控制电机箱400的启动,电机箱400启动之后,控制旋转滚轴401的转速来控制半圆转盘402的转速,从而控制本监测系统的取样速度,实现对本堤坝工程需要监测的断面区域的原样体取样;
[0043]第四步,本实施例中,由于堤坝高度为5m,取样区域中取
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