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              解決方案

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              邊坡安全監測傳感方案

              詳情

              第一章    概述

              邊坡監測光纖傳感系統主要對邊坡變形及環境進行在線監測及自動報警。由于自然災害頻發及人工活動對邊坡穩定的影響,近幾年邊坡災害頻繁發生,給公眾安全及國家財產帶來極大的危害,邊坡災害發生多以位移形變為主要表現形式,因此本系統主要對邊坡位移及應變進行監測,取代現有的人工巡查方式進行智能化監測,監測結果實時傳輸到數據中心,數據中心根據獲取的邊坡監測值進行相關操作,如有滑坡則發布報警信息,并同步派人進行搶修工作。

              煤礦邊坡地處荒野,且環境中可能存在瓦斯、煤粉塵等可燃易爆氣體,對監測設備的本安防爆及可靠性有較高的要求。

              光纖傳感系統采用無源的光纖敏感單元進行溫度、應變、位移、水位、氣體等多種物理量的實時采集,并通過光波長被動調制的方式實現傳感信號的編碼和光譜傳輸,具有本質安全,不帶電、不需供電、全光感測和信號傳輸等特點,在煤礦安全監測領域具有顯著的技術優勢。

              第二章 邊坡安全監測方案建議書

              一、 監測系統設計方案

              基于光纖傳感技術的邊坡位移監測系統是一個以邊坡護坡體為平臺,應用新型光纖傳感技術,對邊坡內部應變、邊坡位移、環境溫度分布等多項參數進行實時監測的綜合監測系統,它能夠實時有效地提供邊坡應變、位移、溫度的狀態,為養護管理提供的科學依據,顯著提高邊坡安全的整體管理水平,從而能夠最大限度地確保邊坡安全監控,預診斷邊坡對公路運營的危害。

              系統組網圖如下所示:

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              邊坡安全監測光纖傳感系統設置

              針對本項目的監測需求,多個光纖位移、應變、溫度等傳感器可以按照首尾串聯或并接的方式復用到一芯光纖上,對應連接到光纖傳感分析儀的一個通道;通過選用多通道光纖傳感分析儀(1-64可選)和多芯傳輸光纜,可以輕易構成傳感監測網絡,實現數十公里范圍內成百上千個監測點的實時數據采集。

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                                           光纖傳感系統組網

              二、 監測設備簡介

              1、光纖傳感分析儀

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              帶液晶觸摸屏及控制接口的19英寸3U機箱型光纖傳感分析儀(1-64通道)

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              帶液晶觸摸屏及無線傳輸模塊,適于太陽能供電的微小型化低功耗光纖傳感分析儀(1-16通道)

              主要性能指標如下:

              通道數:1-64

              每通道最大測點數:25(與傳感器量程有關);

              波長范圍:1525nm~1565nm;

              波長分辨率:0.1pm;

              波長精度:±1pm;

              同步采集頻率:1-100Hz(可軟件設置數據存儲頻率);

              光纖傳輸距離:40km;

              動態范圍:>40dB;

              光學接口類型:FC/APC;

              通信接口:100M以太網接口(RJ45);

              具有自動測距?功能:可消除光纖傳輸距離誤差影響

              工作溫度:-10~ +60℃;

              電源:AC220V/50Hz,15W或DC12V,12W;

              軟件:支持WINDOWS2000及以上版本,提供友好人機界面及SDK二次開發庫函數。

               

              2、光纖傳感器

              2.1 光纖位移計

              產品型號:OF-D200

              光纖位移計用來測量結構自身伸縮變形及周圍地面沉降變形以及邊坡的滑移變形。

               

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              OF-D200光纖位移計

              技術參數:

              量程:0-20cm

              精度:1mm

              工作溫度范圍: -50~+80℃

              傳感器引出線:PU外套鎧裝光纜

              可構成多點位移計

              2.2 光纖應變計

              產品型號:OF-S200E

              OF-S200E型光纖埋入式應變是專門用于混凝土、鋼筋混凝土或可塑性材料內部應變測量,以便長期觀測其結構應變的變化,進行狀態分析,達到示警以及故障診斷的目的。

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              OF-S200E光纖埋入式應變

              技術參數:

              量程:±1500με

              分辨率:1με

              標距:100mm~200mm

              工作溫度范圍:-30~+80℃

              傳感器引出線:PU外套鎧裝光纜

              2.3 光纖溫度計

              產品型號:OF-T10

              OF-T10型光纖溫度計是專門用于混凝土、鋼筋混凝土或可塑性材料內部溫度測量,以及環境溫度監測

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                                        OF-T10光纖溫度計

              技術參數:

              量程:-30~+120℃

              ±0.5℃

              分辨率:0.1℃

              傳感器引出線:PU外套鎧裝光纜

              2.4 光纖水位計

              產品型號:OF-P50

              光纖水位傳感器在邊坡監測系統中用于地下水位及水壓力的測量。

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                                          OF-P50光纖水位計

              技術參數:

              量程:0-1m,0-10m,0-50m,0-100m,0-200m

              分辨率:0.01%

              工作溫度范圍: -50~+80℃

              傳感器引出線:鎧裝光纜

               

              2.5 光纖甲烷傳感器

              產品型號:OF-CH410

              光纖甲烷傳感器使用于煤礦現場空氣中甲烷濃度的實時監測,采用光譜吸收法原理,不受環境干擾因素的影響。

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              OF-CH410光纖甲烷傳感器

              技術參數:

              量程:0~10%

              分辨率:0.1%

              工作溫度范圍: -50~+80℃

              傳感器引出線:鎧裝光纜

              適用于煤礦井下有甲烷、煤塵爆炸性混合物環境


              三、 監測軟件簡介

              邊坡安全監測信息管理系統建設在監控室內,通常設置一個專用的19英寸標準機柜(600mmX600mmX1600mm),內置設備主要包括光纖傳感分析儀、通信網絡、工業計算機、UPS電源和安全監測信息管理系統軟件。

              光纖傳感分析儀主要實現對邊坡現場安裝布設的光纖傳感器進行光信號輸入激勵并對其返回的光信號進行識別轉換和自動數據采集,光纖傳感分析儀與計算機服務器之間通過標準以太網進行通信。

              邊坡安全監測信息管理系統軟件運行于工業計算機硬件平臺上,對邊坡監測數據在線采集、實時處理、顯示和存儲,以及自動預警、報警。

              信息管理系統采用標準交流220V電源供電,系統功耗小于500W。

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              邊坡安全監測信息管理系統應用模式

              邊坡安全監測信息管理系統為B/S模式,系統用戶可在授權允許的情況下,通過局域網或Internet訪問本系統,客戶端不需安裝任何軟件,使用IE即可訪問。

              系統主要的應用對象是日常使用人員、系統維護人員、養護人員、數據分析和評估人員、養護管理人員、專家、領導等。

              外場作業人員(養護人員、系統維護人員)還可通過便攜式電腦及PDA維護系統數據。結構健康指標預警信息及突發事件預警信息可通過軟件界面、WEB網頁及手機短信等模式及時通知相關人員。

              邊坡安全監測信息管理系統具有數據共享接口,方便進行后續開發和信息共享。

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              邊坡安全監測信息管理系統主界面

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              實時監測數據顯示界面

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              自動報警設置界面

              四、 光纖位移監測施工方案

              利用滑坡表面已完成的地質鉆孔,將數根不銹鋼位移測桿分段澆注在地質鉆孔內部,形成測點,測點通過不銹鋼桿與外部的光纖位移傳感器相連。

               

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              地埋防水箱外部尺寸:600*305*305,內部尺寸:540*270*280

              坡體滑移前,記錄下各傳感器的初始值,滑移發生時,處于滑帶深部的錨頭帶動不銹鋼位移測桿發生同步位移,坡體表面固定的光纖位移傳感器將位移信息轉換為光波長信號,通過光纜傳送到采集站。根據不同深度處測點位移值的不同就可以測定不同地層的位移量??筛鶕枰O置數據采集周期,深部位移監測系統測量精度0.5mm~1mm。

               


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