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原文传递一种具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统及方法

专利名称：	一种具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统及方法
摘要：	本发明公开了一种具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统，包括钢板桩、第一分布式传感光纤、第二分布式传感光纤、光纤接头以及分布式传感光纤解调仪；钢板桩的腹板的内侧形成U型的第一光纤安装槽，腹板的外侧形成有U型的第二光纤安装槽；第一分布式传感光纤设置于第一光纤安装槽内，第二分布式传感光纤设置于第二光纤安装槽内；第一分布式传感光纤的两端从第一光纤安装槽的两个开口延伸出，第二分布式传感光纤的两端从第二光纤安装槽的两个开口延伸出；第一分布式传感光纤以及第二分布式传感光纤延伸出的两端分别通过光纤接头连接至分布式传感光纤解调仪。本发明具有受环境因素影响小，监测范围大、耐久性、耐腐蚀和长期稳定性好的优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	毛景权
发明人：	刘立新;雷志强;毛景权;王刚;张春雨;田乐;南青涛;熊志勇;莫昭辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910697476.8
公开号：	CN110397054A
代理机构：	北京久维律师事务所
代理人：	邢江峰
分类号：	E02D19/04(2006.01);E;E02;E02D;E02D19
申请人地址：	472000 河南省三门峡市灵宝市涧西区长安悦府20号楼503室
主权项：	1.一种具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，包括用于构建形成围堰结构的钢板桩、第一分布式传感光纤、第二分布式传感光纤、光纤接头以及分布式传感光纤解调仪；其中，所述钢板桩的腹板的内侧形成有U型的第一光纤安装槽，所述钢板桩的腹板的外侧形成有U型的第二光纤安装槽；所述第一分布式传感光纤设置于所述第一光纤安装槽内，所述第二分布式传感光纤设置于所述第二光纤安装槽内；所述第一分布式传感光纤的两端从所述第一光纤安装槽的两个开口延伸出，所述第二分布式传感光纤的两端从所述第二光纤安装槽的两个开口延伸出；所述第一分布式传感光纤以及所述第二分布式传感光纤延伸出的两端分别通过所述光纤接头连接至所述分布式传感光纤解调仪。 2.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，所述第一光纤安装槽以及第二光纤安装槽均由呈U型的两根钢筋形成；其中，两根钢筋具有预定的间距，以形成凹槽结构。 3.根据权利要求2所述的具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，所述钢筋之间的间距为10mm，所述钢筋的直径为6mm。 4.根据权利要求2所述的具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，所述钢筋设置于所述腹板的内侧和外侧的中轴线附近。 5.根据权利要求4所述的具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，所述第一分布式传感光纤通过环氧树脂胶水固定于所述第一光纤安装槽内；所述第二分布式传感光纤通过环氧树脂胶水固定于所述第二光纤安装槽内。 6.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，所述光纤接头为APC接头。 7.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的分布式光纤围堰监测系统，其特征在于，所述第一分布式传感光纤从所述第一光纤安装槽的两个开口延伸出的两部分长度相等；所述第二分布式传感光纤从所述第二光纤安装槽的两个开口延伸出的两部分长度相等。 8.一种基于如权利要求1至7任意一项的分布式光纤围堰监测系统的围堰监测方法，其特征在于，包括：接收由第一分布式传感光纤和第二分布式传感光纤传输的光信号；根据所述光信号计算第一分布式传感光纤在预定截面处的第一应变以及第二分布式传感光纤在所述预定截面处的第二应变；获取第一分布式传感光纤相对于钢板桩的中性面的第一距离以及第二分布式传感光纤相对于钢板桩的中性面的第二距离；根据所述第一应变、第二应变、第一距离、第二距离、钢板桩的桩身截面惯性矩以及桩身材料弹性模量计算得到在所述预定截面处的桩身弯矩；根据所述桩身弯矩分布计算桩身挠度分布，从而实现对钢板桩的监测。 9.根据权利要求8所述的围堰监测方法，其特征在于，所述桩身弯矩的计算公式为：其中，M(x)为在预定截面处的桩身弯矩；Iz为桩身截面惯性矩；E为桩身材料弹性模量；ε1(x)为第一应变；ε1(x)为第二应变；Y(x)＝y1(x)-y1′(x)；其中，y1(x)为第一距离，y1′(x)为第二距离；Y(x)＝Y，Y为所述腹板的厚度。 10.根据权利要求8所述的围堰监测方法，其特征在于，所述桩身挠度分布的公式为： IzEyD(x)＝-∫[∫M(x)dx]dx+Cx+D；其中，式中yD(x)为在所述预定截面处的挠度；C和D为根据边界条件所确定的参数。
所属类别：	发明专利