专利名称：隧道周边表面位移实时监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监测隧道周边表面位移的监测装置。属隧道施工监测 技术领域。
背景技术：
巴赛特收敛系统是目前可以实现连续监测隧道周边表面位移的自动测量装 置。由数据测量、数据采集和数据处理三部分组成。其数据测量部分由若干组 用长、短杆件相互铰接的电解质倾角传感器组成，使用时由一套首尾相互铰接 的长、短杆件绕待测断面洞壁安装，构成一个环。其原理是，当隧道周边表面 发生位移后会带动长短杆件转动，由倾角传感器测出其转角，并将该转角信号
输出给由一台CR10担任的数据采集控制器(MCU)。由CR10采集得到的数据 再传送到置入有专用的处理程序的PC机中进行数据处理，利用这些转角和连杆 长度来推算隧道周边表面位移。该系统的主要缺点是，测点易受施工开挖爆破 和施工机械的破坏或影响施工；为了减少对空间的占用，其长杆的数量必须足 够多，这同时会大大增加传感器数量、周边表面位移的累计误差和成本费用。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有隧道周边表面位移监测装置存在的上述缺 点，提供一种隧道施工作业和表面位移监测作业互不干涉的隧道周边表面位移 实时监测装置。
本隧道周边表面位移实时监测装置由位移传感器、与位移传感器连接的数 据采集器和与数据采集器连接的数据处理器三部分组成，所述的位移传感器为 光纤式位移传感器，该光纤式位移传感器由条形基板、沿条形基板的长度方向 固设在基板的上、下表面上的光纤线所构成。
使用时将此条形基板沿隧道断面布置，每隔一定距离用膨胀螺栓把条形基 板固定在隧道周边壁上。当隧道周边表面发生位移时，则会带动固定在隧道周 边表面上的条形基板产生变形，条形基板的变形引起其上、下表面的光纤线发 生应变。该光纤线的应变值被光纤数据采集器实时自动采集，并将这些应变数 据保存或发送到光纤应变数据处理器，由数据处理器将这些应变值结合基板厚度经专用的软件程序进行分析计算就可得到基板任意两点之间相对位置的变化 值，基板各点的变化值就是与其接触的隧道周边的位移值。 与前述现有同类产品相比，本实用新型具有以下优点
1，全部采用通讯光纤为测点元件和传输介质，测点不易被破坏，结构简单， 安装方便，制造成本低；
2，能够很好地实现施工隧道周边表面位移的自动采集和实时监测，且隧道 施工作业和表面位移监测作业互不干涉。
3,对监测地点的磁场、震动、水、风、能见度、空气中的微粒含量等测试
环境没有限制要求。抗千扰性强，适用面广。既可用于铁路、公路、水电、地 铁、市政等的隧道及地下工程的周边表面位移的施工监测或运营监测，也可用 于其它结构物的表面相对位移的监测。
本实用新型的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本实用新型的内 容不仅限于实施例中所涉及的内容。
图1是本监测装置的结构示意图
图2是光纤式位移传感器的结构示意图 图3是图2的C-C视图 图4是图2的B-B视图具体实施方式
如图1所示，本隧道周边表面位移实时监测装置由位移传感器9、与位移传 感器连接的数据采集器7和与数据采集器7连接的数据处理器8三部分组成， 所述的位移传感器为光纤式位移传感器，参见图2 4，该光纤式位移传感器由 条形基板l、沿条形基板的长度方向固设在基板的上、下表面上的光纤线2所构 成。使用时将条形基板l沿隧道断面布置，每隔一定距离用膨胀螺栓4、垫圈5 把基板固定在隧道周边壁6上。光纤线2与光纤数据采集器7连接。光纤线2 可以用粘接剂粘接在条形基板上。当然，也可以采用其它一些不影响光纤线的 正常应变和传输信号的其它固定方式。
在光纤线的上面还可以遮护一层保护层3。保护层可以是橡胶薄片或塑料 片。还可以利用隧道施工过程中的向隧道表面喷涂的混凝土来形成光纤线的保 护层。光纤线可各布置两条，上、下各留一条作为备用。
数据采集器7可选用美国Micron Optics公司的光纤应变系统DiTeSt STA 200-C担任，也可选用其它类似功能的光纤数据采集器。数据处理器8可采用置 入有专用的软件程序的工业控制器来担任。也可以由计算机或服务器构成监测 数据处理中心。可设置在监测现场，或远离监测现场设置，通过有线或无线方 式实现数据传输。
权利要求1、隧道周边表面位移实时监测装置，由位移传感器、与位移传感器连接的数据采集器和与数据采集器连接的数据处理器三部分组成，其特征是所述的位移传感器为光纤式位移传感器，该光纤式位移传感器由条形基板、沿条形基板的长度方向固设在基板的上、下表面上的光纤线所构成。
2、 如权利要求l所述的隧道周边表面位移实时监测装置，其特征是在所述 的光纤线上设有一保护层。
3、 如权利要求2所述的隧道周边表面位移实时监测装置，其特征是所述的 保护层为橡胶薄片。
4、 如权利要求2所述的隧道周边表面位移实时监测装置，其特征是所述的 保护层为塑料片。
专利摘要隧道周边表面位移实时监测装置，属隧道施工监测技术领域。由位移传感器、与位移传感器连接的数据采集器和与数据采集器连接的数据处理器三部分组成，所述的位移传感器为光纤式位移传感器，该光纤式位移传感器由条形基板、沿条形基板的长度方向固设在基板的上、下表面上的光纤线所构成。优点是测点不易被破坏，结构简单，成本低；对监测地点的磁场、震动、水、风、能见度、空气中的微粒含量等测试环境没有限制要求。除可用于铁路、公路、水电、地铁、市政等的隧道及地下工程的周边表面位移的施工监测或运营监测，也可用于其它结构物的表面相对位移监测。
文档编号G01B11/02GK201311274SQ200820223360
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者伍晓军, 刘玉勇, 詹显军, 陈礼伟 申请人:中铁西南科学研究院有限公司