專利名稱：平行螺旋傳輸線結(jié)構(gòu)的巖土體變形分布式傳感測(cè)量電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖土體變形分布式傳感測(cè)量電纜，尤其是涉及一種平行螺旋傳輸線結(jié)構(gòu)的巖土體變形分布式傳感測(cè)量電纜。
背景技術(shù)：
我國是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)國家，頻繁的地質(zhì)災(zāi)害給人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來了巨大的損失和威脅。為了減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失，各種災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)手段和技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域并且取得了顯著的避災(zāi)防災(zāi)效果?；?、地面沉降等地質(zhì)運(yùn)動(dòng)所引起的局部巖土體變形就是一種重要的、需要被監(jiān)測(cè)的災(zāi)害前兆現(xiàn)象。如果能夠在災(zāi)害發(fā)生前期準(zhǔn)確定位巖土體變形發(fā)生的位置和變形的大小，就能促進(jìn)避災(zāi)、防災(zāi)工作的有效開展，減少災(zāi)害造成的損失。目前國內(nèi)外常用時(shí)域反射測(cè)量電纜主要是同軸電纜和平行直線。由于同軸電纜和平行直線伸長量有限，容易拉斷，不適合對(duì)巖土體大變形的分布式測(cè)量，因此需要發(fā)明一種伸長量比較大的巖土體變形傳感測(cè)量電纜。發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)中電纜易拉斷，本發(fā)明的目的在于提供種一種平行螺旋傳輸線結(jié)構(gòu)的巖土體變形分布式傳感測(cè)量電纜，它是伸長量比較大的巖土體變形傳感測(cè)量電纜。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在圓截面硅橡膠條外密繞一層有兩根相互絕緣的電纜線，兩根電纜線形成螺旋線，兩根電纜線形成螺旋線外裹包有硅橡膠套管，兩根電纜線的一端接匹配阻抗&，兩根電纜線的另一端接時(shí)域反射測(cè)量儀。
所述的兩根相互絕緣的電纜線為單股、多股銅線或單股鋁線。
將這樣構(gòu)成的測(cè)量電纜沿被監(jiān)測(cè)巖土體埋設(shè)后，當(dāng)巖土體發(fā)生變形時(shí)測(cè)量電纜局部拉伸變長。由于采用彈性的硅橡膠和螺旋線結(jié)構(gòu)，因此在拉伸的過程中，在比較大范圍內(nèi)平行螺旋線螺距增大而不會(huì)斷裂。由于螺距增大，平行螺旋線拉伸部分的特性阻抗發(fā)生變化。通過接于平行螺旋線其中一端的時(shí)域反射測(cè)量儀觀測(cè)局部特性阻抗變化所引起的時(shí)域反射波形的局部變化來定位巖土體變形的位置和測(cè)量巖土體變形的大小。
本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了巖土體變形的分布式定位和測(cè)量，解決了當(dāng)前滑坡、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害前兆巖土體變形的測(cè)量時(shí)存在的“測(cè)處未變、變處未測(cè)”的困境，為極大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人類的危害提供了無遺漏的測(cè)量工具和手段。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是兩根平行直導(dǎo)線結(jié)構(gòu)圖。
圖3是分布式傳感測(cè)量電纜局部拉伸前后結(jié)構(gòu)變化圖。
圖4是本發(fā)明的測(cè)量方法圖。
圖5是測(cè)量反射信號(hào)圖。
圖中1、硅橡膠條；2、電纜線；3、硅橡膠套管；4、時(shí)域反射測(cè)量儀；5、入射信號(hào)； 6、反射信號(hào)；7、傳感測(cè)量電纜。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明是在圓截面硅橡膠條1外密繞一層有兩根相互絕緣的電纜線2，兩根電纜線形成螺旋線，兩根電纜線形成螺旋線外裹包有硅橡膠套管3， 構(gòu)成傳感測(cè)量電纜7。兩根電纜線的一端接匹配阻抗&，兩根電纜線的另一端接時(shí)域反射測(cè)量儀4。
平行直導(dǎo)線的絕緣外皮連接在一起使導(dǎo)線間距離保持不變。初始時(shí)導(dǎo)線緊密地繞于圓截面硅膠條表面。上述結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于測(cè)量電纜有比較大的伸長量。電纜拉伸時(shí)引起螺旋線螺距變大使電纜局部阻抗發(fā)生變化。
傳感測(cè)量電纜工作原理如圖3所示為傳感測(cè)量電纜拉伸前后結(jié)構(gòu)的變化。其中圖3 (a)為拉伸前的傳感測(cè)量電纜；圖3(b)為局部拉伸后的傳感測(cè)量電纜。由圖3可知傳感測(cè)量電纜局部拉伸時(shí)螺旋線匝數(shù)不變，傳感測(cè)量電纜長度變長，因此被拉伸部分螺距增大，電纜的局部特性阻抗增大。
測(cè)量方法如圖4所示，其中5為入射信號(hào)，6為反射信號(hào)。將平行螺旋傳輸線結(jié)構(gòu)的巖土體變形傳感測(cè)量電纜一端接入時(shí)域反射測(cè)量儀4。根據(jù)傳輸線原理，當(dāng)時(shí)域反射測(cè)量儀向電纜的一端輸入電階躍信號(hào)或脈沖信號(hào)時(shí)，輸入電壓Ut和反射電壓Ur有如下關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種平行螺旋傳輸線結(jié)構(gòu)的巖土體變形分布式傳感測(cè)量電纜，其特征在于在圓截面硅橡膠條(1)外密繞一層有兩根相互絕緣的電纜線O)，兩根電纜線形成螺旋線，兩根電纜線形成螺旋線外裹包有硅橡膠套管(3)，兩根電纜線的一端接匹配阻抗4，兩根電纜線的另一端接時(shí)域反射測(cè)量儀G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平行螺旋傳輸線結(jié)構(gòu)的巖土體變形分布式傳感測(cè)量電纜，其特征在于所述的兩根相互絕緣的電纜線O)為單股、多股銅線或單股鋁線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平行螺旋傳輸線結(jié)構(gòu)的巖土體變形分布式傳感測(cè)量電纜。在圓截面硅橡膠條外密繞一層有兩根相互絕緣的電纜線，兩根電纜線形成螺旋線，兩根電纜線形成螺旋線外裹包有硅橡膠套管，兩根電纜線的一端接匹配阻抗ZL，兩根電纜線的另一端接時(shí)域反射測(cè)量儀。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了巖土體變形的分布式測(cè)量和變形位置的定位，解決了當(dāng)前滑坡、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害前兆巖土體變形的測(cè)量時(shí)存在的“測(cè)處未變、變處未測(cè)”的困境，為極大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人類的危害提供了無遺漏的測(cè)量工具和手段。
文檔編號(hào)G01B7/16GK102522148SQ20111036104
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者施閣, 李明, 李雄, 李青, 童仁園 申請(qǐng)人:中國計(jì)量學(xué)院