專利名稱：埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種沖擊標(biāo)定裝置，尤其涉及一種用于標(biāo)定埋地分布式光纖振動(dòng) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置。
背景技術(shù)：
[0002]埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以光纜作為傳感器件，用于探測(cè)作用于光纜以及光 纜附近的各種行為引起的振動(dòng)(如人員行走、車輛經(jīng)過(guò)、挖掘破壞等)。在實(shí)際應(yīng)用中，受埋 設(shè)方式、光纜長(zhǎng)度、土壤條件等不確定因素影響，系統(tǒng)的靈敏度存在差異，以往是通過(guò)模擬 各種行為產(chǎn)生振動(dòng)源的方式檢驗(yàn)系統(tǒng)靈敏度，但是這樣的方式重復(fù)性差、不能量化。因此需 要一個(gè)具有較好重復(fù)性、沖擊能量可控的裝置，對(duì)埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的靈敏度 進(jìn)行標(biāo)定。[0003]目前，市場(chǎng)上還沒(méi)有專用于埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沖擊標(biāo)定的裝置，現(xiàn)有 的沖擊測(cè)試裝置均用于測(cè)量材料表面的耐沖擊強(qiáng)度，按照沖擊類型分類，主要有彈簧沖擊 裝置、落球(錘)沖擊裝置、液壓沖擊裝置，這些裝置的優(yōu)點(diǎn)是能夠產(chǎn)生重復(fù)性較好的沖擊， 但它們都需要固定于試驗(yàn)臺(tái)，并且產(chǎn)生的沖擊能量有限，難以應(yīng)用于戶外標(biāo)定埋地分布式 光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種重復(fù)性好、沖擊能量可控的埋地分布式光纖振動(dòng) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，以解決現(xiàn)有標(biāo)定方法或沖擊測(cè)試裝置不適于標(biāo)定埋地分布式光 纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的問(wèn)題。[0005]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案[0006]一種埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，包括手推平板車、測(cè)試臺(tái) 架、導(dǎo)管和沖擊球，所述測(cè)試臺(tái)架固定在所述手推平板車上，所述導(dǎo)管豎直設(shè)置在所述測(cè)試 臺(tái)架上，所述手推平板車上與所述導(dǎo)管豎直相對(duì)的區(qū)域?yàn)橥?，所述?dǎo)管和通孔用于供所 述沖擊球自由跌落時(shí)通過(guò)。[0007]優(yōu)選地，所述埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置還包括活動(dòng)操作桿和 設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架上的高度調(diào)節(jié)部件，所述活動(dòng)操作桿水平鉸接在所述高度調(diào)節(jié)部件 上，所述高度調(diào)節(jié)部件用于調(diào)節(jié)所述活動(dòng)操作桿距地面的高度，所述導(dǎo)管上開(kāi)設(shè)有沿豎直 方向延伸的窗口，所述活動(dòng)操作桿的一端伸入所述窗口內(nèi)，并可在其轉(zhuǎn)動(dòng)到不同位置時(shí)使 置于所述導(dǎo)管內(nèi)的沖擊球停留其上或自由跌落。[0008]優(yōu)選地，所述高度調(diào)節(jié)部件包括支撐桿、調(diào)節(jié)螺栓和調(diào)節(jié)板，所述支撐桿水平設(shè)置 在所述測(cè)試臺(tái)架上，所述調(diào)節(jié)螺栓豎直旋合在所述支撐桿上的螺紋孔內(nèi)，所述調(diào)節(jié)板套設(shè) 在所述導(dǎo)管上，并支撐在所述調(diào)節(jié)螺栓上，所述活動(dòng)操作桿水平鉸接在所述調(diào)節(jié)板上。[0009]優(yōu)選地，所述沖擊球的直徑為15 Cm。[0010]優(yōu)選地，所述沖擊球?yàn)橛上鹉z表皮和內(nèi)部填充物構(gòu)成的實(shí)心圓球。[0011]優(yōu)選地，所述內(nèi)部填充物為沙子。[0012]優(yōu)選地，所述沖擊球的重量為7 kg。[0013]本實(shí)用新型的工作原理為采用沖擊球自由落體的方式產(chǎn)生沖擊能量，將人為模 擬的主動(dòng)隨機(jī)沖擊量化為標(biāo)準(zhǔn)沖擊，從而為埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在不同應(yīng)用條件 下的靈敏度評(píng)價(jià)提供客觀依據(jù)。[0014]沖擊球置于垂直于地面的導(dǎo)管中，由一個(gè)活動(dòng)操作桿支撐，轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)操作桿后，沖 擊球失去支撐，以自由落體的方式跌落于埋設(shè)光纜的地面上，完成一次沖擊。[0015]所述活動(dòng)操作桿水平鉸接在一個(gè)用于調(diào)節(jié)其距地面的高度的高度調(diào)節(jié)部件上，調(diào) 節(jié)活動(dòng)操作桿距地面的高度或/和沖擊球的重量可以調(diào)節(jié)沖擊球的重力勢(shì)能。由于活動(dòng)操 作桿的支撐，沖擊球跌落前處于靜止?fàn)顟B(tài)，初始動(dòng)能為零，因此，沖擊球落地的沖擊能量與 沖擊球的質(zhì)量和活動(dòng)操作桿距地面的高度成正比。[0016]本實(shí)用新型的有益效果為沖擊能量可控、重復(fù)性好、移動(dòng)方便，適合在各種戶外 條件下使用。


[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置的立體 結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖2是圖1所示的沖擊標(biāo)定裝置的主視圖；[0019]圖3是圖1所示的沖擊標(biāo)定裝置的俯視圖；[0020]圖4是采用本實(shí)用新型標(biāo)定埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖；[0021]圖5是圖4 一組測(cè)試記錄的電壓趨勢(shì)圖。[0022]表I是圖4測(cè)試的光路路徑表。[0023]圖中1、手推平板車；2、測(cè)試臺(tái)架；3、導(dǎo)管；4、活動(dòng)操作桿；5、支撐桿；6、調(diào)節(jié)螺 栓；7、調(diào)節(jié)板；8、3X3耦合器；9、反饋延時(shí)回路。
具體實(shí)施方式
[0024]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。[0025]如圖1 3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定 裝置，包括手推平板車1、測(cè)試臺(tái)架2、導(dǎo)管3和沖擊球，所述測(cè)試臺(tái)架I固定在所述手推平 板車I上，所述導(dǎo)管3豎直設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架2上，所述手推平板車I上與所述導(dǎo)管3豎 直相對(duì)的區(qū)域?yàn)橥祝鰧?dǎo)管3和通孔用于供所述沖擊球自由跌落時(shí)通過(guò)。[0026]進(jìn)一步地，上述埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置還包括活動(dòng)操作桿 4和設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架2上的高度調(diào)節(jié)部件，所述活動(dòng)操作桿4水平鉸接在所述高度調(diào)節(jié) 部件上，所述高度調(diào)節(jié)部件用于調(diào)節(jié)所述活動(dòng)操作桿4距地面的高度，所述導(dǎo)管3上開(kāi)設(shè)有 沿豎直方向延伸的窗口，所述活動(dòng)操作桿4的一端伸入所述窗口內(nèi)，并可在其轉(zhuǎn)動(dòng)到不同 位置時(shí)使置于所述導(dǎo)管3內(nèi)的沖擊球停留其上或自由跌落。[0027]所述高度調(diào)節(jié)部件包括兩支撐桿5、兩調(diào)節(jié)螺栓6和一調(diào)節(jié)板7，所述兩支撐桿5 水平且對(duì)稱地設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架2上，所述兩調(diào)節(jié)螺栓6分別豎直旋合在所述兩支撐桿 5上的螺紋孔內(nèi)，所述調(diào)節(jié)板7套設(shè)在所述導(dǎo)管3及測(cè)試臺(tái)架2上，并支撐在所述兩調(diào)節(jié)螺栓6上，所述活動(dòng)操作桿4水平鉸接在所述調(diào)節(jié)板7上。[0028]通過(guò)支撐桿5上的調(diào)節(jié)螺栓6，可控制調(diào)節(jié)板7的高度h，再配合沖擊球，就可以產(chǎn) 生不同大小的沖擊能量。[0029]所述沖擊球?yàn)橹睆?5cm的實(shí)心圓球，外表皮采用橡膠，內(nèi)部根據(jù)需要填充沙子或 其他填充物，通常重量為7Kg。[0030]應(yīng)用本實(shí)用新型進(jìn)行標(biāo)定的埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用干涉式光纖傳感 技術(shù)設(shè)計(jì)而成，其利用光纜感應(yīng)所檢測(cè)物理場(chǎng)，如溫度、壓力或振動(dòng)等，并由此發(fā)生導(dǎo)光相 位延遲，也即相位的改變，從而引起輸出光強(qiáng)度的改變，進(jìn)而得知待測(cè)物理場(chǎng)的變化。[0031]如圖4所示，入射光源是超輻射發(fā)光二極管(SLD)光源，3X3耦合器8以品字形排 列，反饋延時(shí)回路9是一段延時(shí)為τ的光纖延時(shí)線，D是擾動(dòng)源或擾動(dòng)點(diǎn)(即擾動(dòng)信號(hào)的 位置，可為光纜上的任意位置)，反射端f是鏡面反射端(可采用法拉第旋轉(zhuǎn)鏡或者在光纖 端頭鍍反射膜，反射率約75%)，PIN是光電二極管，信號(hào)處理系統(tǒng)是包含數(shù)據(jù)采集卡、計(jì) 算機(jī)、數(shù)據(jù)處理程序在內(nèi)的整套系統(tǒng)。[0032]只有形成干涉的光才能夠攜帶擾動(dòng)點(diǎn)D的相位信息，根據(jù)3 X 3耦合器分光比為1:1 1的特點(diǎn)，確定光路路徑如表I所示。[0033]表I[0034]光路路徑表光路PIN檢測(cè)光強(qiáng)占入射光強(qiáng)的比例b-e-f-e-c1/9b-d-a-e-f-e-c1/27b-e-f-e-a-d-c[0035]由圖1和表I可知，入射光經(jīng)反射被光電二極管接收，最強(qiáng)的一路光路為 b-e-f-e-c，且沒(méi)有與其光程相近的另一路光，所以，這一路光的作用只是增大直路部分 的光強(qiáng)，并不會(huì)影響最終結(jié)果；而同為3次經(jīng)過(guò)耦合器因而光振幅相同、且光程相近的 b-d-a-e-f-c和b-e-f-e-a-d-c兩路光線，后者比前者在受到擾動(dòng)的時(shí)間上延時(shí)了 τ，二者 可形成干涉，并且其相干光攜帶了擾動(dòng)點(diǎn)D的擾動(dòng)信息；至于其他光路的光線，則都需要4 次以上經(jīng)過(guò)耦合器，其中雖存在可以相互干涉的成對(duì)的光，但其強(qiáng)度很弱，因而可以忽略不 計(jì)。[0036]所述信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集并記錄擾動(dòng)轉(zhuǎn)換成的電壓值，系統(tǒng)采樣頻率1Hz，每組 測(cè)試重復(fù)5次，其記錄的電壓趨勢(shì)如圖5所示。假定一次沖擊過(guò)程中的最大電壓值表示該 次沖擊的響應(yīng)值，取5次測(cè)試的平均值作為該測(cè)試點(diǎn)的系統(tǒng)響應(yīng)值。這種多次重復(fù)的操作 方式，可以有效地消除測(cè)試過(guò)程中的粗大誤差。此外，對(duì)比光纜上不同測(cè)試點(diǎn)系統(tǒng)響應(yīng)值的 大小，還可以得到系統(tǒng)響應(yīng)靈敏度的分布情況。[0037]本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有標(biāo)定方法或沖擊測(cè)試裝置不適于標(biāo)定埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的問(wèn)題，具有沖擊能量可控、重復(fù)性好、移動(dòng)方便，適合在各種戶外條件下使用 的優(yōu)點(diǎn)。[0038]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，其特征在于包括手推平板車、測(cè)試臺(tái)架、導(dǎo)管和沖擊球，所述測(cè)試臺(tái)架固定在所述手推平板車上，所述導(dǎo)管豎直設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架上，所述手推平板車上與所述導(dǎo)管豎直相對(duì)的區(qū)域?yàn)橥?，所述?dǎo)管和通孔用于供所述沖擊球自由跌落時(shí)通過(guò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，其特征在于所述埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置還包括活動(dòng)操作桿和設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架上的高度調(diào)節(jié)部件，所述活動(dòng)操作桿水平鉸接在所述高度調(diào)節(jié)部件上，所述高度調(diào)節(jié)部件用于調(diào)節(jié)所述活動(dòng)操作桿距地面的高度，所述導(dǎo)管上開(kāi)設(shè)有沿豎直方向延伸的窗口，所述活動(dòng)操作桿的一端伸入所述窗口內(nèi)，并可在其轉(zhuǎn)動(dòng)到不同位置時(shí)使置于所述導(dǎo)管內(nèi)的沖擊球停留其上或自由跌落。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，其特征在于所述高度調(diào)節(jié)部件包括支撐桿、調(diào)節(jié)螺栓和調(diào)節(jié)板，所述支撐桿水平設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架上，所述調(diào)節(jié)螺栓豎直旋合在所述支撐桿上的螺紋孔內(nèi)，所述調(diào)節(jié)板套設(shè)在所述導(dǎo)管上，并支撐在所述調(diào)節(jié)螺栓上，所述活動(dòng)操作桿水平鉸接在所述調(diào)節(jié)板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，其特征在于所述沖擊球的直徑為15 Cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，其特征在于所述沖擊球?yàn)橛上鹉z表皮和內(nèi)部填充物構(gòu)成的實(shí)心圓球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，其特征在于所述內(nèi)部填充物為沙子。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，其特征在于所述沖擊球的重量為7 kg。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的沖擊標(biāo)定裝置，包括手推平板車、測(cè)試臺(tái)架、導(dǎo)管和沖擊球，所述測(cè)試臺(tái)架固定在所述手推平板車上，所述導(dǎo)管豎直設(shè)置在所述測(cè)試臺(tái)架上，所述手推平板車上與所述導(dǎo)管豎直相對(duì)的區(qū)域?yàn)橥?，所述?dǎo)管和通孔用于供所述沖擊球自由跌落時(shí)通過(guò)。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有標(biāo)定方法或沖擊測(cè)試裝置不適于標(biāo)定埋地分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的問(wèn)題，具有沖擊能量可控、重復(fù)性好、移動(dòng)方便，適合在各種戶外條件下使用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01H9/00GK202853737SQ20122044396
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者茍武侯, 常洋, 李剛 申請(qǐng)人:北京航天易聯(lián)科技發(fā)展有限公司