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）技術是一種基于受激布里淵散射（Stimulated Brillouin Scattering，簡稱SBS）效應的光纖傳感技術。其核心原理是利用布里淵散射過程中光頻率的頻移量與外界環境參量（如溫度、應變等）之間的線性關系， 測量光纖沿線不同位置的環境變化。具體來說，光信號在光纖中傳播時，與光纖中的聲子相互作用，發生布里淵散射。布里淵散射產生的散射光頻率變化與光纖中的溫度和應變密切相關，光纖中受影響的區域會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傳感探點構成。根據應用場

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、環形光纖傳感器、光子調制器光纖傳感器、聯軸光纖傳感器

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

射激光信號并接收光纖沿線返回的監測信號，然后將返回的監測

信號送到專用處理芯片進行處理，并將處理后的信號傳送到數據

處理單元。數據處理單元經過分析后形成傳感數據、事件類型、

定位信息、預警信息等數據，然后上報Web預警管理系統。

3，數據通信網絡：用于聯接解調儀單元與預警管理系統，可以支

持有線連接也可以支持無線連接，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境復雜、流變特性明顯、采動破壞強烈，圍巖長時間變形，控制難度大等技術難題，建立了深部軟弱巷道圍巖劣化理論模型，研發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，構建了多支護協同技術體系，發明了深部軟弱巷道圍巖實時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，為煤礦安全生產提供了技術支撐。

案例二、基于光纖傳感技術的隧道敞口結構監測

隧道口是隧道結構的關鍵部位，承受著復雜的荷載作用，通過實時監測，可以及時發現結構異常問題，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，減少人員傷亡和經濟損失；

由于環境因素、材料老化、施工質量等原因，可能會出現各種病害，通過長期監測，可以掌握病害的發展規律，分析病害產生的原因；

光纖錨桿計安裝于隧道口周圍的巖層或土壤中，光纖錨桿計之間用光纜連接

所有光纖錨桿計通過傳輸光纜連接到光纖監測儀上

光纖監測儀通過4G無線和云平臺將信號傳輸到監測站內

太陽能供電系統給光纖監測儀提供電源