[发明专利]一种基于COTDR的地铁隧道施工安全临时监测方法

摘要

本发明公开了一种基于COTDR的地铁隧道施工安全临时监测方法，通过在隧道顶部等间距的设置固定件，将探测光缆穿过固定件，使探测光缆自然伸展，探测光缆一端与监测主机相连；探测光缆中设置有传感光纤，监测主机包括强相干光源和光探测器；包括：S1、强相干光源作为入射脉冲从传感光纤的入射段注入，光探测器接收返回的后向散射信号；S2、监测主机实时读取全段数据，计算当前时刻的光纤末端位置；S3、光纤断裂判断；S4、光纤弯折判断。本发明可以准确地定位应变变化发生的位置，通过采用COTDR技术，对地铁隧道的施工安全状态进行临时监测，相对于传统的水准测量方法，具有反应灵敏、实时高效、布设灵活等明显优势。

主权项

1.一种基于COTDR的地铁隧道施工安全临时监测方法，其特征在于，在隧道顶部等间距的设置固定件，将探测光缆穿过固定件，使探测光缆自然伸展，探测光缆一端与监测主机相连；探测光缆中设置有传感光纤，监测主机包括强相干光源和光探测器；该方法包括以下步骤：S1、强相干光源作为入射脉冲从传感光纤的入射段注入，光探测器接收返回的后向散射信号，后向散射信号为传感光纤中各点返回到入射端的瑞利散射光相互干涉后的信号；S2、监测主机实时读取运行s秒内的全段数据，全段数据包括探测光缆内各个探测单元的后向散射信号，计算全段数据的平均值，并设置光纤末端判断阈值Te，比较全段数据的平均值和光纤末端判断阈值Te，得到当前时刻的光纤末端位置Pb；S3、光纤断裂判断：监测主机实时监测每隔s秒内的全段数据，计算其平均值，比较平均值和光纤末端判断阈值Te，得到下一时刻的光纤末端位置Pn；若Pb和Pn的偏差在偏差阈值范围内，则更新光纤末端位置使Pb＝Pn；若Pb和Pn的偏差不在偏差阈值范围内，则发出断纤报警，停止更新光纤末端位置Pb；S4、光纤弯折判断：读取监测主机获取到的各个间隔s秒的全段数据，对全段数据进行逐行差分处理得到差分数组，找到差分数组各列的绝对值中的最大值；读取最大值对应差分数组数据，即对应当前时刻的光纤末端位置Pb，在1‑Pb位置之间寻找是否存在超过弯折阈值的位置，若存在，则发出弯折报警。