膜片与波纹管式结构的光纤光栅大坝渗压传感系统的制作方法

文档序号:10953468
膜片与波纹管式结构的光纤光栅大坝渗压传感系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种膜片与波纹管式结构的光纤光栅大坝渗压传感系统。该传感系统包括:宽带光源、隔离器、耦合器、光开关、光纤光栅压力传感器阵列、光纤光栅波长采集系统以及信号处理系统。其中,宽带光源发出的光送至隔离器,隔离器单向输出光信号至耦合器,耦合后的光信号进入光开关并将光分成多路,发送给膜片式和波纹管式结构的光纤光栅压力传感器阵列,其中一路返回光进入隔离器,另一路返回光进入光纤光栅波长采集系统,采集的波长信息进入信号处理系统完成压力信号处理。通过上述方式,本实用新型提供一种适用于光纤传感技术领域的一种压力监测系统。
【专利说明】
膜片与波纹管式结构的光纤光栅大坝渗压传感系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及光纤传感技术领域,具体而言,涉及一种高灵敏度大量程的光纤光栅压力传感器,可用于压力监测系统。
【背景技术】
[0002]大坝是进行水资源管理的一个重要和不可或缺的建筑,同时,连续长期的大坝安全监测系统,能够提供溃坝通知预警,对于保护下游人民生命财产安全具有重大意义。我国水利部也对建国二十多年来全国大型水库先后发生的千宗工程事故进行过整理分析,其中渗流事故占事故总数的三分之一。可见,渗流异常是大坝事故的重要原因,大坝渗流中渗压监测问题将成为设计、施工的关键课题,研发寿命长、精度高、抗雷击、可大规模组网的大坝渗压监测系统是十分重要的。
[0003]目前,绝大多数大坝渗压监测系统采用的机电测试系统普遍存在抗干扰能力弱、长期稳定性差、相对误差、零漂和动漂较大等缺点而很难满足实际需要。而光纤布拉格光栅型传感器除了具有光纤传感器的优点外,还具有波长编码独特优势和准分布式特点,已广泛应用于工程结构的应力、应变等参数的测量,可满足大坝监测的高精度、远距离、分布式和长期性的技术要求,是解决目前机电传感器所存在问题的关键传感技术。目前大部分压力传感器都是将光纤光栅埋入高分子聚合物或无机玻璃中,通过介质的形变来带动光纤光栅中心波长发生变化。虽然其灵敏度均有所提高,但高分子聚合物存在耐腐蚀性差、易老化等致命的缺点,严重制约传感器耐久性能的发挥;而无机玻璃结构又存在加工工艺复杂,成活率低的缺点。目前已有的光纤光栅液体压力传感器,普遍存在不能同时实现高灵敏度和大量程的测量,例如专利200920071884.8提出的双波纹结构在进行高灵敏度测量的同时,无法保证大量程的实现;而专利201420258751.9提出的膜片式结构测量灵敏度较低。因此,同时实现高灵敏度与大量程的大坝渗压测量尤为重要。

【发明内容】

[0004]本实用新型的是为了解决现有埋入式光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG,简称光纤光栅)压力传感器耐腐蚀性差、易老化、耐久性差等问题,提出一种同时实现高灵敏度与大量程测量的膜片与双波纹管式结构的光纤光栅大坝渗压传感装置。
[0005]基于膜片与双波纹管式结构的光纤光栅大坝渗压传感系统,它包括宽带光源(1)、隔离器(2)、耦合器(3)、光开关(4)、光纤光栅压力传感器阵列(5)、光纤光栅波长采集系统
[6]和信号处理系统(7);
[0006]宽带光源(I)发出的光经隔离器(2)和光纤耦合器(3)后进入光开关,分别传输给分布式的光纤光栅压力传感器阵列(5);
[0007]由光纤光栅压