隧道监控监测智能分布式光纤传感系统

边坡防护，隧道监控监测，BOTDA

BOTDA（Brillouin Optical Time Domain Analysis）技术是一种基于受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering，简称SBS）效应的光纤传感技术。其核心原理是利用布里渊散射过程中光频率的频移量与外界环境参量（如温度、应变等）之间的线性关系， 测量光纤沿线不同位置的环境变化。具体来说，光信号在光纤中传播时，与光纤中的声子相互作用，发生布里渊散射。布里渊散射产生的散射光频率变化与光纤中的温度和应变密切相关，光纤中受影响的区域会导致布里渊散射频移的变化。

1，光纤传感器：由独有的阵列耦合环传感探点构成。根据应用场

景的不同，分布式光纤传感系统可以配合使用螺旋光纤传感

器、环形光纤传感器、光子调制器光纤传感器、联轴光纤传感器

等多种传感器。

2，解调仪单元：智能分布式光纤传感解调仪DFM1000，发

射激光信号并接收光纤沿线返回的监测信号，然后将返回的监测

信号送到专用处理芯片进行处理，并将处理后的信号传送到数据

处理单元。数据处理单元经过分析后形成传感数据、事件类型、

信息、预警信息等数据，然后上报Web预警管理系统。

3，数据通信网络：用于联接解调仪单元与预警管理系统，可以支

持有线连接也可以支持无线连接，建议端口带宽不少于5Mbps。

4，Web预警管理系统：用于管理、控制解调仪，接收、处理和

显示相关的数据并形成预警信息。

案例一、煤矿巷道塌方预警

该项目针对深部软弱巷道围岩赋存环境复杂、流变特性明显、采动破坏强烈，围岩长时间变形，控制难度大等技术难题，建立了深部软弱巷道围岩劣化理论模型，研发了软弱围岩一体化注浆装置与材料，提出了浅层高预应力封闭阻裂、中层锚注加固、深层锚索悬吊支护的分层控制方法，构建了多支护协同技术体系，发明了深部软弱巷道围岩实时高精度监测预警系统，成果在安徽、陕西、山西等多对矿井推广应用，为煤矿安全生产提供了技术支撑。

案例二、基于光纤传感技术的隧道敞口结构监测

隧道口是隧道结构的关键部位，承受着复杂的荷载作用，通过实时监测，可以及时发现结构异常问题，提前预警潜在的安全隐患；

在遭遇地震、洪水、泥石流等自然灾害前，监测系统能够快速获取隧道口结构的响应信息，减少人员伤亡和经济损失；

由于环境因素、材料老化、施工质量等原因，可能会出现各种病害，通过长期监测，可以掌握病害的发展规律，分析病害产生的原因；

光纤锚杆计安装于隧道口周围的岩层或土壤中，光纤锚杆计之间用光缆连接

所有光纤锚杆计通过传输光缆连接到光纤监测仪上

光纤监测仪通过4G无线和云平台将信号传输到监测站内

太阳能供电系统给光纤监测仪提供电源

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