基于超弱光纤光栅传感阵列技术的滑坡监测系统
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Landslide monitoring system based on ultra-weak fiber Bragg grating sensing array technology
摘要: 随着物联网与智能传感技术的快速发展，光纤监测技术在大坝、隧道、桥梁、城市地质安全等领域得到了广泛的应用。针对现有分布式光纤传感技术无法满足复杂环境、大容量、多参数的滑坡监测实际需求，本研究提出了一种基于超弱光纤光栅（uwFBG）传感阵列技术的滑坡实时监测系统，其主要由阵列传感监测单元、光纤信号调制解调单元、数据传输单元、数据处理单元和分析预警单元组成。系统创新性地采用窄带宽、高精度且反射率＜0.1%的超弱光纤光栅技术，克服了传统光纤布拉格光栅（FBG）的物理限制，实现了单光纤上万个传感单元的高密度复用。技术创新主要体现在三个方面：（1）研制了间距为1m的弱反射应变光栅阵列感知光缆（含预应力内/外定点式结构）和间距为0.5m的温度感知光缆，通过精密标定实验证实其应变测量精度达±1με，温度分辨率0.1℃，可用于滑坡精细化应变监测与岩土层温度的实时跟踪；（2）构建了多参数协同监测体系，采用时分复用解调技术实现位移、温度、渗压等参数的同步解析，其中位移监测通过N个标距段的应变-位移转换模型实现，空间定位精度达0.5m；开发了集光纤信号调制解调、4G/5G无线传输、云端数据分析于一体的智能监测平台，支持光纤数据实时处理与预警分析功能。通过在滑坡监测的实际工程应用证明，系统可以准确定位滑坡位移变形位置和实时感知温度变化情况，其大容量、高精度的技术特性特别适用于复杂环境下滑坡长期实时动态观测。
版本历史
| [V1] |
2025-07-21 15:08:55 |
ChinaXiv:202507.00395V1
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