一种隧道分布式变形多参量监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种多参量监测装置，尤其是一种隧道分布式变形多参量监测装置。


背景技术：

2.近年来，随着工程建设的逐渐增多，在土木工程监测领域的发展中，以人工监测为主的传统监测方法表现出越来越多的不足，监测周期短，监测范围有限，存在较大的误差，不能对隧道工程的安全状况进行全面的监控，光纤传感技术的快速发展，给长距离隧道监测带来了新的技术方法。近年来光纤传感技术在隧道工程中得到了广泛的应用。
3.光纤传感技术，是以光为载体，能实现长距离实时安全监测，作为一种非金属、绝缘材料，光纤可以避免电磁、雷电等干扰，并且耐久性好。利用光纤作为传感介质，由于光纤轻细柔韧，解决了与被测对象匹配的问题，便于安装埋设，可以实现长距离监测。光纤种类多，应用广泛。可根据工程的需要，进行监测应变、温度、振动、湿度等参量。
4.目前，常用光纤监测隧道布设方式为定点式应变光缆，将光缆布设在隧道上，测得应变量，应变光缆只能测得应变，而不能测到隧道的温度和振动等参量，光缆测的参数单一，不够全面，因此，如何克服现有技术所存在的不足，研发出一种能够通过传感光缆监测到隧道工程多个参量，且安全可靠的监测装置，成为隧道工程光纤监测技术领域中的重要解决问题之一。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种隧道分布式变形多参量监测装置，能够辅助实现对隧道进行分布式监测，可同时测得应变、温度、振动三个参量，且布设快速，安装便捷效率高，同时安装的稳定性亦较好。
6.本实用新型提供了如下的技术方案：
7.一种隧道分布式变形多参量监测装置，包括应变感测光缆、温度感测光缆、振动感测光缆以及用于水平定位应变感测光缆、温度感测光缆、振动感测光缆的固定夹板，固定夹板包括上夹板和下夹板，上夹板固定在隧道壁侧上，下夹板可拆卸盖合连接在上夹板上，且上夹板和下夹板之间还设置有三组用于水平限位应变感测光缆、温度感测光缆、振动感测光缆的限位槽口，且应变感测光缆、温度感测光缆、振动感测光缆的尾端交汇后通过一组过渡环过渡后连接有一固定配重。
8.优选的，上夹板通过呈三角形分布的三组螺纹钻孔连接在隧道上，且其上还设置有三组连接孔，三组连接孔所呈三角形与三组螺纹钻孔所呈三角形交叉分布，下夹板盖合在上夹板上，且通过对位在连接孔内的螺钉固定在上夹板上。
9.优选的，上夹板上设置有三组矩形柱块，下夹板上开设有供矩形柱块通过的矩形柱孔，且每组矩形柱孔的一侧还设置有一组定位套，定位套内通过活塞连接有一组定位杆，活塞远离定位杆的一侧设置有一限位块，限位块穿过下夹板伸入到矩形柱孔内，且用于限
位在矩形柱块的限位卡槽内，限位卡槽远离上夹板的一侧设置有倾斜滑面，倾斜滑面朝向背离上夹板的一侧向外倾斜，定位杆外套设有一用于挤压活塞朝向下夹板推进的压缩弹簧，且在压缩弹簧的推力下，限位块上的配合滑面与倾斜滑面抵接且将下夹板拉近盖合在上夹板上。
10.优选的，矩形柱块的端部设置有向内切削的倒角切面。
11.优选的，过渡环的顶侧与振动感测光缆齐平，且过渡环的一侧还设置有两组用于将应变感测光缆、温度感测光缆过渡到过渡环上与振动感测光缆交汇的中间环，两组中间环的顶侧分别与应变感测光缆、温度感测光缆齐平。
12.优选的，上夹板的一端设置有激光传感器，且另一端设置有与另一上夹板上的激光传感器对应的感应块。
13.本实用新型的有益效果是：
14.第一，本实用新型可将应变感测光缆、温度感测光缆、振动感测光缆同时固定在装置上，对隧道进行分布式监测，可同时测得应变、温度、振动三个参量，实现了隧道多个参量的同时测量，提高了监测效率。
15.第二，本实用新型由固定夹板夹持的应变感测光缆、振动感测光缆可采用光缆内芯和包裹在光缆内芯外侧的光缆护套组成结构；温度感测光缆采用为塑封铠装光缆，可由紧包光缆、螺旋带铠装和高导热护套组成，且固定夹板以金属材料作基底，且所布设的传感光缆，可以任意设定布设固定点间距，所布设的固定配重，使得每根光缆都可以保证同样的拉伸长度，可使应变传感光缆保持同样的初始应变量，所布设的振动传感光缆强度高，抗破坏能力强，可实时监测隧道的振动量，所布设的温度传感光缆具有很好的抗拉，抗压等机械性能，且外护套阻燃，适用于隧道消防测温，健康监测。
16.第三，应变感测光缆、温度感测光缆、振动感测光缆与固定夹板嵌入式匹配，且组成固定夹板的上夹板和下夹板可拆盖合连接，从而不仅保证了两者相互之间无相对滑移，提高了监测的准确性，且使得安装和拆卸更加方便。
17.第四，本实用新型安装拆卸操作简单，安装便捷，布设快速，效率高，节省时间，施工人员经过简单培训后，即可操作。
附图说明
18.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
19.图1是实施例1中本实用新型的结构剖视图；
20.图2是实施例1中下夹板的结构示意图；
21.图3是实施例2中上夹板的结构示意图；
22.图4是实施例2中下夹板的结构示意图；
23.图5是实施例2中本实用新型的侧视图；
24.图6是实施例3中本实用新型的结构剖视图；
25.图中的标记：1为应变感测光缆，2为温度感测光缆，3为振动感测光缆，4为上夹板，5为下夹板，6为限位槽口，7为过渡环，8为固定配重，9为螺纹钻孔，10为连接孔，11为矩形柱块，12为矩形柱孔，13为定位套，14为定位杆，15为限位块，16为限位卡槽，17为倾斜滑面，18
为压缩弹簧，19为倒角切面，20为螺纹凸起，21为螺纹孔，22为中间环，23为激光传感器，24为感应块。
具体实施方式
26.实施例1
27.结合图1至图2所示的一种隧道分布式变形多参量监测装置，在本实施例中，包括应变感测光缆1、温度感测光缆2、振动感测光缆3以及用于水平定位应变感测光缆1、温度感测光缆2、振动感测光缆3的固定夹板，固定夹板包括上夹板4和下夹板5，上夹板4固定在隧道壁侧上，下夹板5可拆卸盖合连接在上夹板4上，且上夹板4和下夹板5之间还设置有三组用于水平限位应变感测光缆1、温度感测光缆2、振动感测光缆3的限位槽口6，且应变感测光缆1、温度感测光缆2、振动感测光缆3的尾端交汇后通过一组过渡环7过渡后连接有一固定配重8。
28.上夹板4通过呈三角形分布的三组螺纹钻孔9连接在隧道上，且其上还设置有三组连接孔10，三组连接孔10所呈三角形与三组螺纹钻孔9所呈三角形交叉分布，下夹板5盖合在上夹板4上，且通过对位在连接孔10内的螺钉固定在上夹板4上。
29.基于上述的一种隧道分布式变形多参量监测装置，一种隧道分布式变形多参量监测方法，包括以下步骤：
30.s1、水准定线：布设安装的传感光缆线路尽量保持在同一水平高度上，采用水平激光仪，利用打出的激光标记出布设线路高度。
31.s2、点位标记：光缆采用应变感测光缆1进行应变测量，采用温度感测光缆2进行温度测量，采用振动感测光缆3进行振动测量，一副固定夹板统一固定三根光缆，在标记好的线路上，采用记号笔，标记出固定夹板安装位置和钻孔孔位。
32.s3、打孔：采用冲击钻，在隧道四壁上进行打孔，对应标识出的打孔孔位，采用冲击钻钻孔，每副固定夹板对应3个钻孔，并在光缆的尾端固定过渡环7。
33.s4、光缆锁定：将应变感测光缆1、温度感测光缆2、振动感测光缆3顺直放入到上夹板4的弯曲槽内，将光缆的尾端通过过渡环7，连接上固定配重8，使光缆保持一定的预拉，盖上固定夹板的上部分，然后采用十字螺丝刀，旋紧螺钉，将下夹板5压紧光缆，完成光缆固定工作。
34.s5、检测：应变感测光缆1、温度感测光缆2、振动感测光缆3布设完成后，采用分布式光纤解调仪采集隧道应变，温度和振动的数据。
35.实施例2
36.结合图3至图5所示的一种隧道分布式变形多参量监测装置，在本实施例中，与实施例1的不同之处在于，为了更加快速灵活的实现上夹板4和下夹板5之间的拆卸，故而上夹板4上设置有三组矩形柱块11，下夹板5上开设有供矩形柱块11通过的矩形柱孔12，且每组矩形柱孔12的一侧还设置有一组定位套13，定位套13内通过活塞连接有一组定位杆14，活塞远离定位杆14的一侧设置有一限位块15，限位块15穿过下夹板5伸入到矩形柱孔12内，且用于限位在矩形柱块11的限位卡槽16内，限位卡槽16远离上夹板4的一侧设置有倾斜滑面17，倾斜滑面17朝向背离上夹板4的一侧向外倾斜，定位杆14外套设有一用于挤压活塞朝向下夹板5推进的压缩弹簧18，且在压缩弹簧18的推力下，限位块15上的配合滑面与倾斜滑面
17抵接且将下夹板5拉近盖合在上夹板4上。
37.从而可通过压缩弹簧18的压紧力实现上夹板4和下夹板5之间的压紧固定，此压紧力范围较为固定，从而可放置当应变感测光缆1、温度感测光缆2、振动感测光缆3直径相对限位槽口6较大时，使用螺钉连接上夹板4和下夹板5时，无法精确的控制压紧力度，造成光缆外护套的损伤。
38.且为了进一步的提高上夹板4和下夹板5的对位便捷性，故而可在矩形柱块11的端部设置有向内切削的倒角切面19；
39.且可通过在定位杆14的中部设置有一圈螺纹凸起20，且将定位杆14设定为与活塞转动了解，且定位套13上开设有可与所述螺纹凸起20螺纹连接的螺纹孔21，故而可通过向外提拉定位杆14，进而旋转定位杆14，使得螺纹凸起20与螺纹孔21连接后，即可将定位杆14定位，方便上夹板4和下夹板5之间的拆分，且在安装时，仅需要通过将上夹板4和下夹板5对位后，将螺纹凸起20旋离定位套13的螺纹孔21，则活塞杆即可在压缩弹簧18的压力下自动朝向下夹板5推进。
40.实施例3
41.如图6所示的一种隧道分布式变形多参量监测装置，在本实施例中，与实施例2的不同之处在于，为了进一步的保证光缆的水平度，故而可将过渡环7的顶侧设置与振动感测光缆3齐平，且过渡环7的一侧还设置有两组用于将应变感测光缆1、温度感测光缆2过渡到过渡环7上与振动感测光缆3交汇的中间环22，两组中间环22的顶侧分别与应变感测光缆1、温度感测光缆2齐平。
42.同时为了进一步提高两组上夹板4水平度的快速检测，故而可在上夹板4的一端设置有激光传感器23，且另一端设置有与另一上夹板4上的激光传感器23对应的感应块24。
43.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。