隧道監控監測智能分布式光纖傳感系統

邊坡防護，隧道監控監測，BOTDA

 BOTDA（Brillouin Optical Time Domain Analysis）技術(shù)是一種基于受激布里淵散射（Stimulated Brillouin Scattering，簡(jiǎn)稱(chēng)SBS）效應的光纖傳感技術(shù)。其核心原理是利用布里淵散射過(guò)程中光頻率的頻移量與外界環(huán)境參量（如溫度、應變等）之間的線(xiàn)性關(guān)系， 測量光纖沿線(xiàn)不同位置的環(huán)境變化。具體來(lái)說(shuō)，光信號在光纖中傳播時(shí)，與光纖中的聲子相互作用，發(fā)生布里淵散射。布里淵散射產(chǎn)生的散射光頻率變化與光纖中的溫度和應變密切相關(guān)，光纖中受影響的區域會(huì )導致布里淵散射頻移的變化。

1，光纖傳感器：由獨有的陣列耦合環(huán)傳感探點(diǎn)構成。根據應用場(chǎng)

景的不同，分布式光纖傳感系統可以配合使用螺旋光纖傳感

器、環(huán)形光纖傳感器、光子調制器光纖傳感器、聯(lián)軸光纖傳感器

等多種傳感器。

2，解調儀單元：智能分布式光纖傳感解調儀DFM1000，發(fā)

射激光信號并接收光纖沿線(xiàn)返回的監測信號，然后將返回的監測

信號送到專(zhuān)用處理芯片進(jìn)行處理，并將處理后的信號傳送到數據

處理單元。數據處理單元經(jīng)過(guò)分析后形成傳感數據、事件類(lèi)型、

定位信息、預警信息等數據，然后上報Web預警管理系統。

3，數據通信網(wǎng)絡(luò )：用于聯(lián)接解調儀單元與預警管理系統，可以支

持有線(xiàn)連接也可以支持無(wú)線(xiàn)連接，建議端口帶寬不少于5Mbps。

4，Web預警管理系統：用于管理、控制解調儀，接收、處理和

顯示相關(guān)的數據并形成預警信息。

案例一、煤礦巷道塌方預警

該項目針對深部軟弱巷道圍巖賦存環(huán)境復雜、流變特性明顯、采動(dòng)破壞強烈，圍巖長(cháng)時(shí)間變形，控制難度大等技術(shù)難題，建立了深部軟弱巷道圍巖劣化理論模型，研發(fā)了軟弱圍巖一體化注漿裝置與材料，提出了淺層高預應力封閉阻裂、中層錨注加固、深層錨索懸吊支護的分層控制方法，構建了多支護協(xié)同技術(shù)體系，發(fā)明了深部軟弱巷道圍巖實(shí)時(shí)高精度監測預警系統，成果在安徽、陜西、山西等多對礦井推廣應用，為煤礦安全生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

案例二、基于光纖傳感技術(shù)的隧道敞口結構監測

隧道口是隧道結構的關(guān)鍵部位，承受著(zhù)復雜的荷載作用，通過(guò)實(shí)時(shí)監測，可以及時(shí)發(fā)現結構異常問(wèn)題，提前預警潛在的安全隱患；

在遭遇地震、洪水、泥石流等自然災害前，監測系統能夠快速獲取隧道口結構的響應信息，減少人員傷亡和經(jīng)濟損失；

由于環(huán)境因素、材料老化、施工質(zhì)量等原因，可能會(huì )出現各種病害，通過(guò)長(cháng)期監測，可以掌握病害的發(fā)展規律，分析病害產(chǎn)生的原因；

光纖錨桿計安裝于隧道口周?chē)膸r層或土壤中，光纖錨桿計之間用光纜連接

所有光纖錨桿計通過(guò)傳輸光纜連接到光纖監測儀上

光纖監測儀通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)和云平臺將信號傳輸到監測站內

太陽(yáng)能供電系統給光纖監測儀提供電源