采用光學技術進行隧道監控

隧道是現代建筑結構的核心之一，無論是大型城市、山體或是水下，提供更快速的連接并縮短距離。但是如何保證它們是安全的？

如今，現代監控系統可以進行可靠的隧道狀態監控，布拉格光纖技術在其中扮演了重要的角色。隧道機械變形會帶來顯著的安全隱患，特別是在隧道或周邊工程建設過程中，其可以快速且可靠地檢查結構的穩定性。

用于隧道監控的傳感器技術所面臨的挑戰

• 傳感器是否能在預定時間段可靠地提供所需的信號，包括短期和長期過程。
• 長電纜通常用于隧道，因此測量信號的質量是否能在長距離傳輸過程中得到保證。
• 監控系統的安裝是否會影響隧道交通。
• 根本的問題是，何種測量量和模型是合適的，例如如何觸發報警。

以上提及幾點，基于布拉格光柵光纖傳感器，過去數年來，已經發展成傳統監控系統強大的替代技術。

布拉格光纖技術解決方案

布拉格光柵傳感器可以測量 多種物理量 ，例如溫度和應變等。除了其優秀的長期穩定性以外，還有一個巨大的優勢， 即測量值可以 遠距離傳輸 ，并且幾乎沒有任何質量上的損失。另外，單根光纖可以容納多個布拉格光柵傳感器，能夠大幅減少傳感器安裝工作量。這是非常關鍵的，因為隧道往往有數公里長。

SysTunnel系統組件

1. 用于測量應變和溫度的傳感器 ，傳感器可以焊接在金屬梁上，嵌入混凝土墻或粘在表面。這些“傳感器環”可以安裝在不同的隧道段，并通過光纖電纜相互連接。

2. 用于處理布拉格光柵信號的光纖解調儀

FS22工業 BraggMETER (可選機架安裝)

MXFS QuantumX BraggMETER光纖模塊

3. 用于處理測量數據的軟件

catman 軟件

"SysTunnel"是HBM FiberSensing開發的特殊系統解決方案，能夠充分利用布拉格光柵技術的優勢。

MEMCOT方法用于幾何變形可靠測量

SysTunnel采用MEMCOT方法用于測量和計算。 MEMCOT來源于材料理論， 可以持續檢查隧道的位移， 其通過隧道輪廓和隨時間的變形來進行變形測量。 這種徑向偏移和位移數學模型對于基于軸向應變的隧道監控是必不可少的。

這種方法在實際應用中有多種優勢，因為MEMCOT是測量每個測量點的 絕對運動 ，每個區域的幾何偏差都可以進行測定，而其他監控方法往往假設隧道運動是對稱的(其并不是總是正確的)。另外，SysTunnel可以測定變形，而傳統的監控系統是無法實現的。

布拉格傳感器的優勢

SysTunnel不僅適合 短期 也非常適合 長期 監控。這個系統可以在日常操作中使用。Rossio隧道和S?o Paulo Metro隧道就是最好例證。 一旦安裝完成，SysTunnel就可以對隧道進行可靠地監控。其不僅可以長期采集測量數據，還能夠對報警進行設置，一旦隧道產生顯著變形時將 自動報警 。

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