【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及體積測(cè)量，尤其涉及一種高原凍土體積測(cè)量設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、高寒地區(qū)的建筑設(shè)施須考慮凍土的影響，尤其是活動(dòng)層的季節(jié)變化導(dǎo)致的地表運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)出因凍融循環(huán)過(guò)程中凍土的構(gòu)造變化而引起永久的壓縮沉降趨勢(shì)，多年凍土的退化通過(guò)降低基底強(qiáng)度影響基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性。凍土可分為極穩(wěn)定型、穩(wěn)定型、亞穩(wěn)定型、過(guò)渡型、不穩(wěn)定型和極不穩(wěn)定型。
2、在不穩(wěn)定型的凍土區(qū)，易受自然環(huán)境的影響表現(xiàn)出凍脹熱融現(xiàn)象。凍土區(qū)的凍脹融沉過(guò)程不僅毀壞鐵路、公路和破壞建筑工程結(jié)構(gòu)，而且易引發(fā)較大的地質(zhì)災(zāi)害。特別是凍土凍脹和融化過(guò)程會(huì)導(dǎo)致土壤孔隙中凍結(jié)的水分融化時(shí)不能恢復(fù)至凍結(jié)前的細(xì)小狀態(tài)，使得土層疏松、導(dǎo)熱系數(shù)增大。加上環(huán)境變暖凍土熱融效應(yīng)增加后，促使大團(tuán)聚體破碎成小團(tuán)聚體，釋放大量有機(jī)碳、硝態(tài)氮等物質(zhì)，進(jìn)而改變土壤生物和微生物環(huán)境，引起高寒生態(tài)環(huán)境的惡化，也給地質(zhì)勘探帶來(lái)了困難。
3、目前，監(jiān)測(cè)凍土的手段主要是鉆孔檢測(cè)法，鉆孔檢測(cè)法是通過(guò)在凍土表面處鉆孔并將凍土監(jiān)測(cè)的傳感器安裝進(jìn)所鉆孔中檢測(cè)所處斷面的情況，鉆孔深度因傳感器局限于10米之內(nèi)，同時(shí)放置在安裝孔中的傳感器由于受到凍土層的影響存在壽命短、傳送數(shù)據(jù)不全等問(wèn)題。因此，基于上述情況，設(shè)計(jì)一種能夠測(cè)量?jī)鐾了胶痛怪倍技骖櫟膬鐾馏w積測(cè)量裝置，同時(shí)可解決復(fù)雜地形凍土體積測(cè)量問(wèn)題具有重要價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述問(wèn)題，本技術(shù)提出一種高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，本技術(shù)基于布里淵光時(shí)域反射技術(shù)，并結(jié)合布里淵散射發(fā)生的布里淵頻移與溫度存在線性關(guān)系，可通
2、本技術(shù)提供的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，包括：激光器、第一光纖耦合器、第一光處理裝置、環(huán)行器、傳感光纖、第二光處理裝置、第二光纖耦合器、光擾偏器、第三光處理裝置以及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；其中，激光器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與第一光纖耦合器的入射端連接；第一光纖耦合器的第一出射端通過(guò)單模光纖跳線與第一光處理裝置的入射端連接，第一光處理裝置的出射端通過(guò)單模光纖跳線與環(huán)行器的入射端連接，環(huán)行器的反射端與傳感光纖連接，環(huán)行器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與第二光處理裝置的入射端連接，第二光處理裝置的出射端通過(guò)單模光纖跳線與第二光纖耦合器的第一入射端連接；第一光纖耦合器的第二出射端通過(guò)單模光纖跳線與光擾偏器的入射端連接；光擾偏器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述第二光纖耦合器的第二入射端連接；第二光纖耦合器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與第三光處理裝置的入射端連接，第三光處理裝置的出射端通過(guò)單模光纖跳線與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的入射端連接。
3、優(yōu)選地，第一光處理裝置包括脈沖調(diào)制器、脈沖放大器以及第一光濾波器，脈沖調(diào)制器的入射端通過(guò)單模光纖跳線與第一光纖耦合器的出射端連接，脈沖調(diào)制器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與脈沖放大器的入射端連接，脈沖放大器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與第一光濾波器的入射端連接，第一光濾波器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與環(huán)行器的入射端連接，環(huán)行器反射端通過(guò)單模光纖跳線與所述傳感光纖連接。
4、優(yōu)選地，第一出射端輸出的光為探測(cè)光，第二出射端輸出的光為參考光。
5、優(yōu)選地，第二光處理裝置包括摻鉺光纖放大器和第二光濾波器，摻鉺光纖放大器的入射端通過(guò)單模光纖跳線與環(huán)行器的出射端連接，摻鉺光纖放大器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與第二光濾波器的入射端鏈接，第二光濾波器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與第二光纖耦合器的第一入射端連接。
6、優(yōu)選地，第三光處理裝置包括光電探測(cè)器、混頻器、帶通濾波器以及微波信號(hào)源，光電探測(cè)器的入射端通過(guò)單模光纖跳線與第二光纖耦合器的出射端連接，光電探測(cè)器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與混頻器的第一入射端連接，混頻器的第二入射端通過(guò)單模光纖跳線與微波信號(hào)源的輸出端連接，混頻器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與帶通濾波器的入射端連接，帶通濾波器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的入射端連接。
7、優(yōu)選地，傳感光纖為單模光纖。
8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)能夠取得如下有益效果：
9、一、布里淵光時(shí)域反射裝置通過(guò)采集不同土壤的溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)傳感光纖的溫度信息轉(zhuǎn)化為凍土距離信息，進(jìn)而計(jì)算出凍土體積。
10、二、該測(cè)量裝置使用傳感光纖可以有效地解決傳統(tǒng)傳感器壽命短、傳送數(shù)據(jù)不全的問(wèn)題，且具有凍土體積測(cè)量裝置安裝便捷、普適性高。
11、三、傳感光纖的耐腐蝕性非常強(qiáng)，價(jià)格便宜，方便鋪設(shè)，有利于數(shù)據(jù)采集過(guò)程的準(zhǔn)確性。
12、四、該裝置安裝便捷，有效地解決了傳統(tǒng)布置傳感器方法耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題，同時(shí)該裝置是分布式測(cè)量，極大地降低了工作量和時(shí)間的損耗。
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1.一種高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，包括：激光器、第一光纖耦合器、第一光處理裝置、環(huán)行器、傳感光纖、第二光處理裝置、第二光纖耦合器、光擾偏器、第三光處理裝置以及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第一光處理裝置包括脈沖調(diào)制器、脈沖放大器以及第一光濾波器，所述脈沖調(diào)制器的入射端通過(guò)單模光纖跳線與所述第一光纖耦合器的出射端連接，所述脈沖調(diào)制器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述脈沖放大器的入射端連接，所述脈沖放大器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述第一光濾波器的入射端連接，所述第一光濾波器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述環(huán)行器的入射端連接，所述環(huán)行器反射端通過(guò)單模光纖跳線與所述傳感光纖連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第一出射端輸出的光為探測(cè)光，所述第二出射端輸出的光為參考光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第二光處理裝置包括摻鉺光纖放大器和第二光濾波器，所述摻鉺光纖放大器的入射端通過(guò)單模光纖跳線與所述環(huán)行器的出射端連接，所述摻鉺光
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第三光處理裝置包括光電探測(cè)器、混頻器、帶通濾波器以及微波信號(hào)源，所述光電探測(cè)器的入射端通過(guò)單模光纖跳線與所述第二光纖耦合器的出射端連接，所述光電探測(cè)器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述混頻器的第一入射端連接，所述混頻器的第二入射端通過(guò)單模光纖跳線與所述微波信號(hào)源的輸出端連接，所述混頻器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述帶通濾波器的入射端連接，所述帶通濾波器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的入射端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述傳感光纖為單模光纖。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，包括：激光器、第一光纖耦合器、第一光處理裝置、環(huán)行器、傳感光纖、第二光處理裝置、第二光纖耦合器、光擾偏器、第三光處理裝置以及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第一光處理裝置包括脈沖調(diào)制器、脈沖放大器以及第一光濾波器，所述脈沖調(diào)制器的入射端通過(guò)單模光纖跳線與所述第一光纖耦合器的出射端連接，所述脈沖調(diào)制器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述脈沖放大器的入射端連接，所述脈沖放大器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述第一光濾波器的入射端連接，所述第一光濾波器的出射端通過(guò)單模光纖跳線與所述環(huán)行器的入射端連接，所述環(huán)行器反射端通過(guò)單模光纖跳線與所述傳感光纖連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第一出射端輸出的光為探測(cè)光，所述第二出射端輸出的光為參考光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高原凍土體積測(cè)量設(shè)備，其特征在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋盈盈，李雙成，張強(qiáng)，柳忠明，金志明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)春奧普光電技術(shù)股份有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：
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