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原文传递点热源移动分布式渗流监测系统及其监测方法

专利名称：	点热源移动分布式渗流监测系统及其监测方法
摘要：	本发明公开了一种点热源移动分布式渗流监测系统及其监测方法，监测系统包括传感加热元件、监测管、稳压电源、光纤光栅解调仪、笔记本电脑、铠装光缆和导线。铠装光缆将传感加热元件中的传感元件串连，铠装光缆与光纤光栅解调仪连接，采用波分复用技术进行多测点同步测量；光纤光栅解调仪与笔记本电脑连接；所述导线将传感加热元件中的加热元件串连，导线两端与稳压电源连接，形成闭合回路通电加热；将传感加热元件穿入监测管内。本发明的优点在于：构建了点热源加热系统，避免渗流监测结果受渗流方向影响；移动分布式监测，解决了光纤光栅准分布式传感系统的空间分辨率问题；监测线路可从监测管中取出进行修复或更换。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	四川大学
发明人：	陈江;方晓;熊峰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910129559.7
公开号：	CN109856032A
代理机构：	成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	李鹏
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	610065 四川省成都市一环路南一段24号
主权项：	1.一种点热源移动分布式渗流监测系统，其特征在于：包括若干传感加热元件(1)、监测管(7)、稳压电源(6)、光纤光栅解调仪(2)、笔记本电脑(3)、铠装光缆(4)和导线(5)；所述传感加热元件(1)包括传感元件和加热元件；所述铠装光缆(4)将若干传感加热元件(1)中的传感元件串连在一起，铠装光缆(4)与光纤光栅解调仪(2)连接，采用波分复用技术进行多测点同步测量；光纤光栅解调仪(2)与笔记本电脑(3)通过网线连接，使测得的数据传输到笔记本电脑(3)上；所述导线(5)将若干传感加热元件(1)中的加热元件串连在一起，导线(5)两端与稳压电源(6)连接，形成闭合回路通电加热；将串连好的传感加热元件(1)穿入监测管(7)内，使监测管(7)成为传感加热元件(1)的移动通道和保护屏障。 2.根据权利要求1所述的一种点热源移动分布式渗流监测系统，其特征在于：所述传感加热元件(1)包括：温度传感器(8)、加热管(9)、导热胶(10)、铜管(11)；所述加热元件为加热管(9)，所述传感元件为温度传感器(8)；所述加热管(9)的内径比温度传感器(8)的外径大，将加热管(9)套在温度传感器(8)外壁中部并在加热管(9)和温度传感器(8)之间的缝隙中填充导热胶(10)；待导热胶(10)固化后，将铜管(11)套在温度传感器(8)和加热管(9)集成体外部，并用导热胶(10)填充二者之间的缝隙，铜管(11)内径比加热管(9)外径大，同时铜管(11)外径比监测管(7)内径小；温度传感器(8)和加热管(9)均为多点串联，二者一一对应；传感加热元件(1)与监测管(7)内壁间留有间隙，可在监测管(7)内自由拖动改变测点位置，从而实现移动分布式监测。 3.根据权利要求2所述的一种点热源移动分布式渗流监测系统，其特征在于：由于空气的导热系数很小，传感加热单元与监测管(7)间的间隙势必会影响渗流水与热源间的换热效率，从而影响监测系统的灵敏度；另外，在实际工程应用中，监测管(7)可能会产生变形，若间隙太小，可能会阻碍传感加热单元的顺利移动；因此，采用将监测管(7)两端向上弯曲至一定高度，往监测管(7)内灌入绝缘液体(12)，充满整条监测管(7)；使传感加热单元与监测管(7)间的间隙被导热性能较好的绝缘液体(12)充填，从而改善渗流水与热源间的换热效率；同时，监测管(7)与传感加热单元间的间隙可以留得足够大以确保传感加热单元能自由移动。 4.根据权利要求1至3所述的一种点热源移动分布式渗流监测系统的监测方法，其特征在于，步骤为：1)将温度传感器(8)的单端接头与光纤光栅解调仪(2)相连，调整采集频率，检查信号采集是否正常，记录各测点温度初始值作为环境温度；2)根据串联的加热管(9)数量及所需的加热功率，将稳压电源(6)调整到合适的电压，接通导线(5)实施加热；3)根据温度传感器(8)读数，当温度上升至所需温度时，关闭稳压电源(6)，停止加热，开始采集各测点的降温时程数据；4)当温度基本稳定后，停止数据采集；(5))拖动测点，实施测量，直至覆盖整条监测线路，监测完毕，根据测得的降温时程数据，选取ln(λ-λθ)时程曲线的线性段，按式(1)可计算渗流判别指标ξv，根据ξv的分布情况进行渗流状态的识别；式中：λ为光纤光栅温度传感器(8)任意时刻的波长；λθ为测点降温稳定后的波长；λ0为测点降温的初始波长；ξv为渗流判别指标；t为时间。
所属类别：	发明专利