本發明屬于電力隧道安全監測,具體涉及一種電力隧道結構健康監測裝置、系統及方法。
背景技術:
1、隨著城市規模及經濟的發展,電力負荷及線路也不斷增加。為了有效提高城市土地使用率,且不占地面空間,城市中常常采用建設地下電力隧道的方式來走電力線路。但是,城市超高壓電力隧道一般規模較大,長度達到幾公里甚至數十公里不等,而且需要穿越許多不同地質的地段,工程環境復雜且惡劣,尤其是部分路段距離地鐵或高架橋距離較近,存在結構破損的可能性。如若對結構破損不能提前預知,則會存在較大的安全隱患,造成的損失不可預估。
技術實現思路
1、本發明提供了一種電力隧道結構健康監測裝置、系統及方法,其目的在于提供一種長期穩定性好、使用壽命長且均具有很強防護能力的監測裝置系統及方法。
2、為實現上述目的,本發明采用的技術方案是:
3、一種電力隧道結構健康監測裝置,包括精密水準儀、耦合器和續線器;所述的精密水準儀通過續線器與耦合器連接。
4、所述精密水準儀包括一個基準光纖光柵壓差式傳感器機構、多個監測光纖光柵壓差式傳感器機構、連通管和儲液罐;多個所述監測光纖光柵壓差式傳感器機構通過連通管串聯在一起;串聯在一起的多個監測光纖光柵壓差式傳感器機構的一端通過連通管經基準光纖光柵壓差式傳感器機構與儲液罐連通。
5、所述基準光纖光柵壓差式傳感器機構包括四通管件、液位管和沉降傳感器本體;所述液位管豎直連接在四通管件的上端口;所述沉降傳感器本體豎直連接在四通管件的下端口;沉降傳感器本體的下端連接有光纖引線;四通管件的左右兩端端口分別通過連通管與串聯在一起的多個監測光纖光柵壓差式傳感器機構的一端及儲液罐連通;在四通管件與沉降傳感器本體的連接處連接有排氣閥。
6、所述監測光纖光柵壓差式傳感器機構包括三通管件和沉降傳感器本體;所述沉降傳感器本體豎直的連接在三通管件的下端口;三通管件的另外兩個端口分別連接連通管;在三通管件與沉降傳感器本體的連接處連接有排氣閥。
7、一種電力隧道結構健康監測系統,至少包括一組或多組電力隧道結構健康監測裝置;還包括主干光纜、光纖終端、光纖光柵解調儀、網絡交換機和服務器及監測終端;所述電力隧道結構健康監測裝置中的耦合器通過主干光纜依順序與光纖終端、光纖光柵解調儀、網絡交換機和服務器及監測終端連接。
8、還包括多個安裝底座;通過多個安裝底座將電力隧道結構健康監測裝置固定在待監測電力隧道內的盾構或襯砌表面上。
9、所述服務器及監測終端中的監測終端包括多個監測終端及移動終端即手機app,實現遠程數據的查看及把控。
10、所述主干光纜采用的是一條多芯光纜,將精密水準儀中的所有傳感器接入光纖光柵解調儀。
11、還包括報警器;所述報警器與光纖光柵解調儀電信號連接。
12、一種電力隧道結構健康監測的監測方法,采用電力隧道結構健康監測系統,包括如下步驟:
13、步驟一、布設電力隧道結構健康監測裝置,當需監測的電力隧道整體處于同一水平面上時,進入步驟二;當需監測的電力隧道有傾斜角度時,進入步驟三;
14、步驟二、將一組電力隧道結構健康監測裝置中的精密水準儀固定在電力隧道內的盾構或襯砌表面上,且使精密水準儀的中心軸線處于水平狀態;
15、步驟三、將兩組或多組電力隧道結構健康監測裝置中的精密水準儀分別固定在電力隧道內的盾構或襯砌表面上,使每組電力隧道結構健康監測裝置中的精密水準儀的中心軸線處于水平狀態,且使相鄰兩組電力隧道結構健康監測裝置中前一精密水準儀上的基準光纖光柵壓差式傳感器機構與后一精密水準儀上末端的監測光纖光柵壓差式傳感器機構處于同一豎直面上;
16、步驟四、光纖光柵解調儀獲取電力隧道結構健康監測裝置上的基準光纖光柵壓差式傳感器機構和多個監測光纖光柵壓差式傳感器機構上的光纖光柵信號進行解調,顯示每個測點的物理量值及變化情況,并對數據進行分析、查詢和保存;
17、步驟五、若光纖光柵解調儀分析的數據處于安全范圍,則返回步驟四,否則發送信號給報警器,對電力隧道結構出現破損、大幅振動時進行告警。
18、有益效果
19、(1)本發明的監測裝置采用一體化設計,具有質量輕、體積小、對結構影響小,易于布置等優點。
20、(2)本發明中設置在前端的精密水準儀通過安裝底座固定在盾構或襯砌表面,質量輕,不用提前預埋,后期加裝即可使用,且對主體結構不造成破壞。
21、(3)本發明通過基準點的補償計算,并且傳感器位置的變化不影響儲液罐原有的液位,傳感器能真實地反映出測試點的垂直位移變化。
22、(4)本發明中的光纖光柵解調儀通過以太網將物理量上傳到遠端服務器,并可建立多個監測終端,實現遠程數據把控。
23、上述說明僅是本發明技術方案的概述,為了能夠更清楚的了解本發明的技術手段,并可依照說明書的內容予以實施,以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
1.一種電力隧道結構健康監測裝置,其特征在于:包括精密水準儀、耦合器(19)和續線器(20);所述的精密水準儀通過續線器(20)與耦合器(19)連接。
2.如權利要求1所述的一種電力隧道結構健康監測裝置,其特征在于:所述精密水準儀包括一個基準光纖光柵壓差式傳感器機構(1)、多個監測光纖光柵壓差式傳感器機構(2)、連通管(3)和儲液罐(4);多個所述監測光纖光柵壓差式傳感器機構(2)通過連通管(3)串聯在一起;串聯在一起的多個監測光纖光柵壓差式傳感器機構(2)的一端通過連通管(3)經基準光纖光柵壓差式傳感器機構(1)與儲液罐(4)連通。
3.如權利要求2所述的一種電力隧道結構健康監測裝置,其特征在于:所述基準光纖光柵壓差式傳感器機構(1)包括四通管件(7)、液位管(10)和沉降傳感器本體(5);所述液位管(10)豎直連接在四通管件(7)的上端口;所述沉降傳感器本體(5)豎直連接在四通管件(7)的下端口;沉降傳感器本體(5)的下端連接有光纖引線(9);四通管件(7)的左右兩端端口分別通過連通管(3)與串聯在一起的多個監測光纖光柵壓差式傳感器機構(2)的一端及儲液罐(4)連通;在四通管件(7)與沉降傳感器本體(5)的連接處連接有排氣閥(8)。
4.如權利要求2所述的一種電力隧道結構健康監測裝置,其特征在于:所述監測光纖光柵壓差式傳感器機構(2)包括三通管件(6)和沉降傳感器本體(5);所述沉降傳感器本體(5)豎直的連接在三通管件(6)的下端口;三通管件(6)的另外兩個端口分別連接連通管(3);在三通管件(6)與沉降傳感器本體(5)的連接處連接有排氣閥(8)。
5.一種電力隧道結構健康監測系統,其特征在于:至少包括一組或多組如權利要求1-4任意一項所述的電力隧道結構健康監測裝置(13);還包括主干光纜(14)、光纖終端(15)、光纖光柵解調儀(16)、網絡交換機(17)和服務器及監測終端(18);所述電力隧道結構健康監測裝置(13)中的耦合器(19)通過主干光纜(14)依順序與光纖終端(15)、光纖光柵解調儀(16)、網絡交換機(17)和服務器及監測終端(18)連接。
6.如權利要求5所述的一種電力隧道結構健康監測系統,其特征在于:還包括多個安裝底座;通過多個安裝底座將電力隧道結構健康監測裝置(13)固定在待監測電力隧道內的盾構或襯砌表面上。
7.如權利要求5所述的一種電力隧道結構健康監測系統,其特征在于:所述服務器及監測終端(18)中的監測終端包括多個監測終端及移動終端即手機app,實現遠程數據的查看及把控。
8.如權利要求5所述的一種電力隧道結構健康監測系統,其特征在于:所述主干光纜(14)采用的是一條多芯光纜,將精密水準儀中的所有傳感器接入光纖光柵解調儀(16)。
9.如權利要求5所述的一種電力隧道結構健康監測系統,其特征在于:還包括報警器;所述報警器與光纖光柵解調儀(16)電信號連接。
10.一種電力隧道結構健康監測的監測方法,其特征在于:采用如權利要求5-9任意一項所述的電力隧道結構健康監測系統,包括如下步驟: