一、边坡安全监测的意义。

在土木工程中,边坡是一种比较常见的工程形式,如国道和高速公路边坡,普速和高速铁路边坡,各种河道桥梁边坡,水库水坝边坡等。

如果边坡稳定性降低,则容易发生一系列的地质灾害,比如泥石流、岩崩、沉陷等等,随着各类地质灾害的逐渐发展,就会对相应工程造成严重破坏,危及道路、铁路、桥梁、水库、水坝的安全,给人民群众的生命和财产安全造成影响。因此,人们需要对边坡的稳定进行安全监测。

二、光纤光栅传感技术可以对边坡的稳定进行安全监测。

在对边坡稳定性进行监测时,可采用基于光纤光栅的监测技术,比如,采用光纤光栅测斜仪对软土地基的侧向变形情况进行监测,采用分布式光纤光栅对测量桩的位移进行监测等。在光纤光栅监测技术的实际应用中,首先需要布置测量桩作为原始数据测量基础,然后再分别安装单点或多点的应变位移传感器进行测量。同时,考虑到四季变化情况下,温度对于应变测量的影响,还可以安装单点或多点的温度传感器进行温度补偿。

对于已经布置好的各个传感器,可采用光纤通信系统进行连接,对于传感器测量所得结果,汇总至系统总控室中进行数据处理分析,组成边坡稳定安全监测的光纤光栅传感网。

三、北京大成永盛科技有限公司生产的光纤光栅传感器(包括FBG温度计、FBG应变计、FBG应力传感器、FBG振动传感器等),可以被用于边坡稳定安全监测的技术原理如下:

FBG布拉格光纤光栅概念及原理-工作原理、测温测力测应变原理-封装原理

分布式光纤传感技术与光纤光栅传感技术区别-原理区别-分布式光纤传感器与光纤光栅传感器区别-选择哪种

光纤光栅的固有缺点,光纤光栅传感器封装难点,光纤光栅温度补偿原理

光纤光栅和光纤光栅传感器基本原理之二,FBG传感工作原理图、原理公式—测温测力测应变原理

四、大成永盛的光纤光栅传感技术在边坡稳定安全监测系统中的系统组成图如下:

边坡安全监测系统框图 

五、边坡稳定安全监测系统主要包括以下产品:

1、推荐采用的光纤光栅应变传感器

大量程光纤光栅应变传感器-布拉格FBG应变计-金属保护量程10000με

北诺®大量程光纤光栅应变传感器(FBG应变计)实物图——单端型长度1米

该产品为大量程光纤光栅应变传感器(FBG应变计,用于应变测量)。可以为单端结构,插入被测物进行应变测量;也可以是双端式结构,卡具固定或表贴后进行应变测量,同时实现串联后的多点应变测量。该产品结构与光纤光栅应力传感器相同。

产品概述:

北诺®大量程光纤光栅应变传感器(FBG应变计)由光纤接头(FC、SC、LC、ST等)、高弹材料和单点光纤光栅(FBG)封装组成。根据所用材料不同,可工作在常温或最高250度高温(按需定制)。

该产品具有体积小、重量轻、高抗拉、高抗压、防水防潮、全密封等特点。利用布拉格光栅(FBG)的应变特性,可将本传感器插入、焊接、表贴、胶粘到被测结构体内部或表面进行应变的检测和监测。

2、推荐采用的光纤光栅应力传感器

光纤光栅应力传感器-布拉格FBG应力计-螺栓锚杆应力检测

该产品为无缝钢管或高分子材料封装的光纤光栅应力传感器(FBG应力计,用于应力测量)。可以为单端结构,插入被测物进行应力测量;也可以是双端式结构,浸入或表贴后进行应力测量,同时实现串联后的多点应力测量。该产品结构与各种光纤光栅应变传感器相同。

光纤光栅应力传感器产品原理:

光纤光栅应力传感器是大成永盛光纤光栅应变传感器的一种计算应用,其对应关系为:被测物应力=被测物弹性模量×应变。因此,光纤光栅应力传感器的结构与大成永盛光纤光栅应变传感器相同,由于客户购买光纤光栅应力传感器后所测试材料不同,因此,其出厂标定公式为微应变与波长对应值。

3、推荐采用的光纤光栅温度传感器

100℃光纤光栅温度传感器-单点/多点布拉格FBG温度计

北诺100摄氏度毛细无缝钢管单端光纤光栅传感器(01型)成品实物

产品别名:光纤光栅传感器,FBG温度计,温度感应器,温度探头,温度器,测温器,光纤光栅探针,FBG探头。产品功能;零下40℃至150摄氏度的单点/多点温度检测,温度测量;应变、应力传感器的温度补偿。

4、推荐采用的光纤光栅解调仪(光纤光栅边坡形变应变监测主机)

光纤光栅解调仪—高速高频FBG分析仪

高速高频光纤光栅解调仪实物图

本产品为北京大成永盛科技有限公司配套高速高频光纤光栅解调仪;该光纤光栅解调仪适配大成永盛各种规格型号光纤光栅传感器(温度、应力、应变FBG sensor),具有端口密度可调(1、2、4、8、12、16通道),高速高刷新频率等特点;产品软硬件均为国产,管理系统开源可审查,安全可控;可替代进口MOI、LUNA等产品使用。

六、大成永盛的北诺®毛细®系列光纤光栅传感器为特色专利结构,可埋设在边坡安全监测系统中各个部位,如前期的边坡建设中可直接埋入边坡泥土中,后期的边坡维护中可直接布放于边坡的内外表面,或者固定在边坡的安全测量桩上。此外,该产品还拥有以下优点:

光纤光栅温度传感器精度-FBG温度计能分辨的最小温度-温度分辨率

光纤光栅传感器抗压强度-耐压180兆帕FBG传感器-内压、外压、侧压力9000牛

布拉格FBG光纤光栅传感器的独特优点与应用环境

光纤光栅温度传感器的温度变化响应时间-FBG温度计铠装层热传导系数和热传导距离

七、光纤光栅传感器在边坡稳定安全监测系统中的安装和布放是传统难点,不过由于大成永盛的各种光纤光栅传感器的特殊专利设计,使得北诺®毛细®系列光纤光栅传感器具有高抗拉、高抗压、高强度、防水防潮、耐腐蚀、无可燃物等特点,配合大成永盛的各种传感器专用固定夹具,可以轻松实现各种光纤光栅传感器的安装和布放,使得传感器的工程施工变得相对简单,解决了传统传感器最大的安装布放问题。