[发明专利]光纤型地基沉降监测装置

说明书

技术领域

本发明属于测量、测试技术领域，尤其是涉及一种基于光纤传感技术的光纤型地基沉降监测装置。

背景技术

各类建筑物及人工设施的建设都需要处理好地基，如高层建筑物、公路、铁路的建设中，地基的处理是非常关键的。地基上修筑的公路、铁路、房屋对地基有附加压力，一段时间后地基会产生变形，主要现象是不均匀沉降，而这对建筑物、公路、铁路就会产生影响，严重时造成破坏。所以对地基的沉降监测是十分必要的。

现有地基沉降监测仪器主要有电磁式沉降仪、干簧管式沉降仪、横臂式沉降仪、水杯式沉降仪等，其技术原理基本相同，都需要使用测尺、靠人工来测量。使用最广泛的是磁环式沉降仪，其测量沉降的方法是将一沉降管锚固在基岩上，磁环套装在沉降管外围，并埋设在关心地基中的土层位置。当地基下沉时，磁环随地基同步下沉而沉降管没有变化，磁环则沿沉降管的轴向向下移动，通过测算磁环与沉降管之间的位移量，实现测量。该方法成本低，结构简单，便于施工，其缺点是需人工现场操作，劳动强度大，测试精度低，无法进行远程测试，同时也不能实时监测，长期监测也是较为困难的。这些已不能满足现代高速发展的工程需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光纤型地基沉降监测装置，其结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，同时具有较强的环境抗干扰能力，以及抗电磁干扰能力，不仅可以实现远距离监测，还可以构建阵列型传感装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光纤型地基沉降监测装置，其特征在于：包括钢管和位于钢管上方的沉降板，所述钢管与沉降板之间设置有波纹管，所述波纹管上端与沉降板连接，所述波纹管下端与钢管连接，所述钢管的下端孔内安装有金属底板，所述钢管内部设置有光纤弯曲传感单元，所述光纤弯曲传感单元上端与沉降板下端面固定连接，所述光纤弯曲传感单元下端与设置在钢管内壁上的金属板固定连接，所述金属板固定安装在钢管上，所述光纤弯曲传感单元包括曲线形支架以及连续布设在曲线形支架内侧相对两个面上的多个变形齿一和多个变形齿二，所述变形齿一与变形齿二之间呈交错对应布设，所述变形齿一与变形齿二的头部之间形成曲线形通道，所述曲线形通道内部穿设有信号光纤，所述信号光纤与光缆一端相接，所述光缆另一端引出至钢管外部且位于监控站处，所述光缆还连接测试单元，所述测试单元还与处理单元相接。

上述的光纤型地基沉降监测装置，其特征在于：所述沉降板与曲线形支架之间设置有辅助弹簧。

上述的光纤型地基沉降监测装置，其特征在于：所述辅助弹簧上端还设置有基板，所述基板位于钢管内部且与辅助弹簧上端相接触。

上述的光纤型地基沉降监测装置，其特征在于：所述沉降板上设置有调整螺杆，所述调整螺杆与沉降板为螺纹配合，所述调整螺杆下端与基板相接触。

上述的光纤型地基沉降监测装置，其特征在于：所述沉降板上端面设置有凹槽，所述调整螺杆端冒位于所述凹槽内，所述调整螺杆的上端面不高于沉降板的上端面。

上述的光纤型地基沉降监测装置，其特征在于：所述调整螺杆上固定安装有卡簧，所述卡簧位于沉降板下端面，所述沉降板下端面还固定连接滑杆，所述滑杆与基板滑动配合。

上述的光纤型地基沉降监测装置，其特征在于：所述信号光纤的一端连接光反射装置，所述信号光纤的另一端连接1×2光分路器，所述1×2光分路器通过光缆与测试单元相接。

上述的光纤型地基沉降监测装置，其特征在于：所述曲线形支架为曲线形壳体、弹簧、锯齿形支架或波纹管。

上述的光纤型大变形地基沉降监测装置，其特征在于：所述信号光纤的两端均设置有光反射装置。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、加工制作方便且结构形式多样，使用方式灵活。

2、使用操作简便且各组件间连接关系设计合理，通过光纤弯曲传感单元和光纤弯曲损耗测试仪器配合使用，实现较远距离的实时监测。

3、测试精度高，安装布设方便。

4、可以远距离对多个监测点进行测试，容易构件传感阵列。

5、由于光纤具有良好的抗电磁干扰能力，使该装置具有良好的抗电磁干扰。

6、无需操作人员到监测现场，大幅度降低了工作强度，提高了工作效率。

7、监测现场无需供电，使该装置的安装、使用降低了成本。

综上所述，本发明结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，能够抗电磁干扰和远距离实时监测，降低了工作强度，提高了工作效率。