柔性被动防护网智能监测系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种柔性被动防护网智能监测系统，该柔性被动防护网智能监测系统包括：危险源捕捉系统、信号处理系统、以及报警系统，在所述信号处理系统确定防护网发生和/或达到危险程度的情况下，以一种或多种方式发出报警信号和/或情报信息。其中光纤光栅传感器预先安装在柔性被动防护网的下支撑绳上，通过监测防护网下支撑绳的拉力，实时地监测与防护网落石以及破网相关联的信号，并将该信号返回给光纤光栅解调仪。
【专利说明】柔性被动防护网智能监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤传感、计算机系统集成以及信号监测等【技术领域】，具体地涉及边坡灾害的柔性防护技术，并适用于柔性被动防护网的安全监测。
【背景技术】
[0002]我国是个多山国家，特别是西部和东南部山区，崩塌落石、泥石流、溜坍、溜滑、塌落和风化剥落等斜坡坡面地质灾害常有发生，尤其在铁路、公路这样的线状工程沿线最为严重，其灾害的发生具有点多、面广、线长等特点，在有限的资源(人力、物力、财力)条件下防护治理非常困难甚至防不胜防，成为威胁临坡工程正常运营的主要因素。
[0003]随着近年高级公路铁路建设的大力发展，常用的避绕、大坡道措施由于其需要过多的财力、物力与工期，已不为允许。传统的护面体系中，浆砌片石和锚喷护坡会造成坡面植被破坏，并且随着时间推移会与坡面分离，发生局部垮塌，剥落等结构寿命问题。因此，由于地质灾害本身的复杂性、随机性、区域差异性和多发性，特别是以动力高速冲击为主要形式的崩塌落石、泥石流等地质灾害的频发性，以刚性结构为主的传统技术措施已不能满足现今需要。
[0004]所以，在现今边坡防护措施中，柔性被动防护网以其固有的施工简单、维修方便、技术先进、安全可靠、环保经济、设计选型标准化等优点，得到了迅速的发展与普及，应用在许多边坡防护工程中。
[0005]随着柔性被动防护网的广泛发展，避免防护网单一被动的防护模式、对防护网工作情况实施全方位的智能监测也势在必行。柔性被动防护网的主要结构包含环形网、固定系统(锚杆、拉锚绳、基座和支撑绳)、减压环和钢柱四个主要部分。现有的监测手段将光纤光栅拉力传感器夹持于柔性被动防护网的拉锚绳以及上支撑绳上，对绳上的拉力进行监测。
[0006]然而这种监测系统普遍存在下列问题:
(1)对于一个柔性被动防护网系统，拉锚绳数量多，而且拉锚绳上承受的力一致性差，为掌握防护网情况，需要在每个绳上安装拉力传感器，所用传感器数量大，安装繁琐，成本较高；
(2)如上所述，拉锚绳上的力一致性差，这使得需要分别设定报警阈值；
(3)安装在拉锚绳上的拉力传感器不能对柔性被动防护网的破裂进行报警；
(4)上支撑绳拉力受上拉锚绳以及减压环影响较大，受力复杂，报警阈值的规律难以获
取；
(5)监测位置不当、监测方案手段存在缺陷等，造成了系统低漏报和误报现象严重。
[0007]目前柔性被动防护网监测手段有通过监测上拉锚绳的拉力变化监测是否发生落石冲击，防护网破网情况却无法准确判断，而在实际工程使用当中，破网被视为柔性被动防护网系统的失效，因而这种监测手段会存在误报漏报。且对于柔性被动防护网系统而言，一个系统包含若干拉锚绳，每根拉锚绳的拉力不一致，造成该种监测系统无法正确判断落石的能级，因此只能作为一种辅助手段。
[0008]针对上述问题，本发明提出了一种克服现有技术的不足并且符合经济高效需求的用于柔性被动防护网的智能监测系统。
【发明内容】
[0009]根据本发明的实施例，提供了一种用于柔性被动防护网的危险源捕捉系统，该系统包括:光纤光栅传感器或者由所述光纤光栅传感器构成的分布式阵列、光纤光栅解调仪以及信号传输光纤；所述光纤光栅传感器预先安装在柔性被动防护网的下支撑绳上，通过监测防护网下支撑绳的拉力，实时地监测与防护网落石以及破网等相关联的信号，并将该信号返回给所述光纤光栅解调仪；所述光纤光栅解调仪与所述光纤光栅传感器或所述分布式阵列通过信号传输光纤相连接。
[0010]由于防护网的下支撑绳上所受的拉力在该下支撑绳长度方向上的各处都是相同的；而且，落石等物体在坠落时，由于重力的作用，通常最显著地作用在柔性防护网的下部(即，下支撑绳所处的部分)。因此，本发明利用上述原理，巧妙地避免了当拉力传感器设置在各拉锚绳上时，所测得的各拉力值随着各拉锚绳与受冲击点的距离不同而显著不同的情况。相比于将拉力传感器设置在各拉锚绳上的做法，通过本发明的设置方式，能够直接、准确地获得作用在某一下支撑绳所属的柔性防护网上的冲击量(而无需考虑该冲击发生在该柔性防护网的哪一位置)。
[0011]优选地，根据本发明实施例的危险源捕捉系统，所述光纤光栅解调仪可以对从所述光纤光栅传感器反射回来的信号进行解调处理，并得出相应的波长信号。
[0012]所述光纤光栅解调仪对从所述光纤光栅传感器反射回来的光信号进行解调处理，依据处理结果得出各个光纤光栅传感器所在的监测点上的危险源状况。
[0013]优选地，根据本发明实施例的危险源捕捉系统，其中，所述光纤光栅传感器为光纤光栅拉力传感器，用于监测当柔性被动防护网落有落石时，光纤光栅的波长相对于光纤光栅的特征波长的变化量，并将其返回给所述光纤光栅解调仪。
[0014]优选地，根据本发明实施例的危险源捕捉系统，其中，所述光纤光栅拉力传感器设置在所述防护网下支撑绳上的位置与防护网可能受到冲击的一侧相反。
[0015]优选地，根据本发明实施例的危险源捕捉系统，所述光纤光栅解调仪包括:激光发射装置，用于生成激光；以及输入输出端口，用于将激光输出到信号传输光纤中，其中，所述信号传输光纤与光纤光栅传感器相连接，激光经光纤光栅传感器反射后返回到所述光纤光栅解调仪，并且其中，激光在光纤光栅传感器内反射时，在受到外部的作用的情况下，反射激光的波长发生变化，且所述变化与外部作用之间具有预定的相关性。
[0016]根据本发明的实施例，提供了一种信号处理系统，所述信号处理系统包括:信号接收装置和与所述信号接收装置相连接的处理器单元；所述信号接收装置与所述危险源捕捉系统相连接，用于接收来自以上所述的危险源捕捉系统的信号；所述处理器单元设置成通过分析来确定:
O每个激光波长信号涉及哪个光纤光栅传感器；
2)所涉激光的波长的变化以及对应的所代表的支撑绳拉力变化量；
3)所述防护网是否受到落石冲击以及是否发生落石破网。[0017]优选地，根据本发明实施例的信号处理系统，所述信号处理系统还包括存储装置，其中预先存储:光纤光栅传感器与特征波长之间的对应关系；波长变化和光纤光栅传感器所测的支撑绳拉力之间的对应关系；支撑绳拉力和发生危岩落石以及破网的对应关系。
[0018]优选地，根据本发明实施例的信号处理系统，所述处理器单元可以还设置成用于:确定对应于一个或者几个光纤光栅传感器的波长信号是否消失；以及根据预定的逻辑规贝U，由此判断是何处位置发生了危岩落石和/或哪条光纤光缆损毁。
[0019]根据本发明的又一个实施例，提供了一种柔性被动防护网智能监测报警系统，包括:
如前所述的危险源捕捉系统；
与所述危险源捕捉系统相连接的如前所述的信号处理系统；以及与所述信号处理系统相连接的报警系统，在所述信号处理系统确定防护网发生和/或达到危险程度的情况下，以一种或多种方式发出报警信号和/或情报信息。
[0020]优选地，根据本发明实施例的报警系统，所述危险源捕捉系统与所述信号处理系统通过有线或者无线方式远距离连接。
[0021]根据本发明实施例的危险源捕捉系统、信号处理系统和报警系统能够接入其它路内系统和路外信息系统，来完善此系统的外部互通功能，也给准确、有效的报警带来保障。
[0022]根据本发明的实施例，提供了一种使用柔性被动防护网的监测方法，其中光纤光栅拉力传感器安装在所述柔性被动防护网的下支撑绳上用于监测下支撑绳的拉力变化，从而监测防护网系统的变形的趋势以及是否达到危险程度。
[0023]优选地，所述光纤光栅拉力传感器通过卸扣与所述下支撑绳相连接。
[0024]本发明选择监测防护网的下支撑绳上拉力的变化，能有效的判断落石破网、以及落石能量级，经所述监控报警反馈后判断出，防护网当前落石是否需要清理以及达到何种程度时需要清理。且采用当前先进的光纤光栅传感器以及与之相配合的传输光纤，可以实现结构简单、适应性强、稳定性好的的监测系统，尤其是在铁路无人区、无电区以及恶劣的环境下均可长期稳定工作，从而能够为路线维护工作以及及时发现可能的险情提供准确和详实的数据，提供了一套完善可行的柔性被动防护网智能监测系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为根据本发明实施例的柔性防护网监测系统示意图；
图2为根据本发明实施例的柔性防护网监测方案示意图；
图3为根据本发明实施例的光纤光栅拉力传感器结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、结构和优点更加清楚，下面结合附图对本发明进一步地进行详细描述。
[0027]根据本发明实施例的柔性防护网监测系统示意图示出在图1中，其至少包括:危险源捕捉系统、信号处理系统，以及报警系统。在本发明中，所述危险源捕捉系统由设置有传感器的柔性被动防护网、监测点、信号传感光线和光纤光栅解调仪等组件构成。
[0028]根据本发明，通过监测柔性防护网下支撑绳拉力的变化，能够达到监测有无落石冲击防护网的目的。如图2所示，其中2-1为下支撑绳，2-2为光纤光栅位移传感器，2-3为防护网。柔性被动防护网系统在受到落石冲击时，整个系统受力情况发生变化。此时，下支撑绳除了受到安装时的预拉力外，还受到落石冲击分散到该下支撑绳上的拉力。因此可以将光纤光栅拉力传感器安装在所述柔性被动防护网的下支撑绳上，如图2所示，用于监测下支撑绳的拉力变化，进而达到监测防护网系统的变形的趋势以及是否达到危险程度。由此，构建柔性防护网智能监测系统，可以实现远程、实时地监测柔性被动防护网的受力状态进而提供预警以及报警服务。
[0029]柔性被动防护网系统是将以菱形钢丝绳网或环形网为主的柔性栅栏设置于斜坡上一定位置，用于拦截斜坡上的滚落石(或落物)以避免其破坏拟保护的对象，一般由菱形钢丝绳网或环行网(需拦截小块落石时附加一层钢丝格栅)、固定系统(包括锚杆、拉锚绳、基座和支撑绳)、减压环和钢柱四个主要部分构成。
[0030]支撑绳是用以实现金属柔性网按设计形式铺挂、对金属柔性网起支撑加固作用的钢丝绳。冲击荷载必然要从柔性网传递给支撑绳，因此支撑绳在设计上必须确保其具有与网内冲击点位置无关的恒定响应特征。在特定位置设置具有减压环和/或缓冲绳的支撑绳，除能实现这一功能外，还实现了能量消散、绳网下垂和维护需求间的最佳平衡。
[0031]柔性被动防护网监测系统应具有三个基本功能:对下支撑绳拉力进行监测、能够自动识别规定范畴内的变化量、在确定所述变化量后能够采取有效的手段进行分析或报
目O
[0032]为达到上述目的，如图1所示，根据本发明的柔性防护网监测系统至少应由三部分构成:危险源捕捉系统、信号处理系统，以及报警系统。另外，由于设施对于设备可靠性要求较高，系统须具备自我诊断功能，当设备信号采集通路受损的时候，设备应能给出相应的报警信号通知工作人员进行维护。
[0033]其中，所示危险源捕捉系统的主要工作是采集现场防护网下支撑绳拉力变化信息并且转化成数据，以及通过信号传输网络等传输手段将所述数据发送给信号处理系统；信号处理系统的主要工作是按照相应算法分析从危险源捕捉系统传送来的数据(例如以光纤光栅拉力传感器波长变化值为基础，计算当前处理的信号所涉及的下支撑绳所受的拉力)，以及结合冲击持续时间来判断防护网是否破网，并发出相应等级的报警信号到报警系统；报警系统在接收信号处理系统发送的报警信号后能够发出光、声、电等报警手段来告知各级工作人员相应的报警信息。下面分别描述各个系统。
[0034]危险源捕捉系统
根据本发明，所述的光纤光栅拉力传感器一般设置在柔性被动防护网的下支撑绳上。在本发明中，优选地采用光纤光栅拉力传感器。但是，也不排除使用其他类型的、能够感测支撑绳所受拉力的传感器。图3为光纤光栅拉力传感器结构示意图，其中图3的上半部示出了所述光纤光栅拉力传感器结构的正面剖视图以及局部放大视图，图3的下半部示出了所述光纤光栅拉力传感器结构的俯视图。光纤光栅拉力传感器包括防护外壳3-1、弹性基体3-2、应变光纤光栅3-3、光纤堵头3-4、“O”型密封圈3-5、室外铠装光缆3_6。其中，在初始状态下，应变光纤光栅3-3整体用胶封装或用其他形式固定在弹性基体3-2上，且应变光纤光栅3-3的纵向轴与所述弹性基体3-2的预期拉伸方向基本平行；防护外壳3-1通过螺钉安装在弹性基体3-2上，起到保护光纤光栅的作用；“0”型密封圈3-5安装在防护外壳3-1和弹性基体3-2之间，起到密封作用；光纤堵头3-4安装在防护外壳3-1上；室外铠装光缆3-6用压接或者胶粘等方式固定在光纤堵头3-4上。光纤光栅拉力传感器通过弹性基体3-2的左、右安装孔用卸扣与防护网下支撑绳连接在一起，拉力通过卸扣施加在弹性基体的左、右安装孔上，在左、右安装孔拉力作用下所述弹性基体3-2产生应变，将应变传递给应变光纤光栅3-3，所述封装在弹性基体上的光纤光栅的特征波长将会产生变化。因此，上述结构使得光纤光栅传感器能够实时、真实地反映出下支撑绳的受力状况。然而，其他类型的光纤光栅传感器也可以使用在本发明中，用于监测下支撑绳拉力变量。由于重力的作用，落石通常直接冲击防护网的下部，为了避免下支撑绳上的光纤光栅传感器被落石直接损毁，优选地，根据本发明实施例的危险源捕捉系统，所述光纤光栅拉力传感器设置在所述防护网下支撑绳上的位置与防护网可能受到冲击的一侧相反。这避免了在冲击量不大时，落石恰好撞击并损坏光纤光栅拉力传感器进而导致系统误判为巨大落石的可能性，尽量减小了假警报的可能。
[0035]光纤光栅传感器是目前应用最为广泛的光纤传感器之一，可测量应变、温度、压力、位移、流量、液位等参数。其传感原理一般基于被测参数变化引起光栅周期和有效折射率的变化，从而导致光栅特征波长(反射波长)的变化，通过测量特征波长的移动量来测量上述参数。根据本发明，所述光纤光栅拉力传感器的工作原理是:
每个光纤光栅传感器从激光源(比如光纤光栅解调仪)接收激光，并反射回特定波长的激光。对于光纤光栅拉力传感器，在拉力的影响下，由其反射回的激光波长会发生偏移。对于每个光纤光栅传感器，其反射的特征波长λ在1510-1590nm之间。波长偏移的量Λ入与拉力F之间存在既定的关系，该关系式可以表示为:
Δ λ J=^Fi(I)
其中k为预定的系数，为一个经验值或试验测定值。
[0036]这样，通过光纤光栅反射光的中心波长相对变化量来检测防护网下支撑绳的拉力相对变量。光纤光栅拉力传感器具有准分布式组网(几十到几百点)、测量分辨率高(0.01%FS)、测量范围宽(0ΚΝ~300KN)、工作温度范围宽、不受电磁干扰、耐腐蚀、抗冲击振动、抗疲劳、使用寿命长等优点，可以广泛应用于锚索、锚杆、支撑绳、拉锚绳上拉力及预应力的准确测量。
[0037]所述危险源捕捉系统主要包括:传感器分布式阵列，信号传输光纤和光纤光栅解调仪。
[0038]其中，所述传感器分布式阵列可以包括多个光纤光栅拉力传感器，然而，所述传感器分布式阵列也可以仅仅包括一个光纤光栅拉力传感器。所述的传感器分布式阵列可以是串联连接，或者并联连接 ，也可以是并联和串联相结合的方式，从而构成一定的拓扑网络。例如，每个被检测对象上可以设置一个传感器，多个被测对象上的传感器经过一定的方式连接。具体地，所述光纤光栅拉力传感器阵列可以连接在多个分支光路中，每个分支光路通过光缆接续盒与主光缆连接，由主光缆将各个分路光缆连接到光纤光栅解调仪器上。其中，由所述光纤光栅解调仪向光纤光栅传感器通过光纤光缆发送激光信号。一般地，光纤光栅解调仪发送预定的一束激光，该束激光可以包括多个预定波长的激光，也可以是具有一定光谱宽度的激光。按照预定设置，正常状态下每个光纤光栅拉力传感器反射特定波长的激光； 而在柔性被动防护网受到落石冲击的情况下，下支撑绳的受力发生变化，导致光纤光栅拉力传感器的反射波长产生变化(在极端情况下也可能导致光纤光栅传感器失效)，因此将导致被反射的激光波长发生偏移或者消失。所述光纤光栅解调仪通过比较反射回到该光纤光栅解调仪的激光的波长变化来监测各个光纤光栅传感器的外部环境对其所产生的影响。
[0039]通过本发明的危险源捕捉系统，可以收集得到关于某位置或者某局部区域例如某乘务段发生危险的信息。其中，如果得到某光纤光栅传感器反射的激光的波长发生偏移且在某一瞬间迅速变大，这意味着该传感器的位置下支撑绳拉力发生了变化，该片防护网受到了落石冲击；如果波长偏移速度较快，说明危险异物(例如落石)冲击能量较大；如果波长瞬间增大后又在某一时间段内变为负值，说明该片防护网受到落石冲击后，防护网破网；如果反射激光的波长达到某个预定值，说明该片防护网下支撑绳所受拉力已经达到或者超过了预先设定值，该片防护网有大量堆积的落石，需要清理；而如果应该由该传感器反射的激光消失，则说明很可能是损毁了该位置的传感器。此时可以利用信号处理系统来分析上述危险源捕捉系统所收集的信号，从而得出一定的结论。
[0040]信号处理系统
根据本发明的原理，需要设置信号处理系统来分析从上述危险源捕捉系统收集得到的信号。优选地是，一个信号处理系统可以分析来自众多个危险源捕捉系统的信号。其中，信号处理系统可以通过有线方式比如光缆与危险源捕捉系统连接。可替换地，也可以通过无线方式发送和传递信息，例如借助于卫星网络来实现信息的传递。
[0041]其中，所述信号处理系统可以具体地实现为计算机服务器，其包括或者连接相应的数据库。根据本发明，所述信号处理系统，包括处理器，作为数据处理和逻辑判断单元，用于对光纤光栅解调仪发送的与传感器波长变化有关的信号进行分析和判断。服务器中预先存储传感器或传感器阵列中心波长数据，中心波长变化量和下支撑绳受到拉力之间的对应关系，以及下支撑绳所受拉力对应的该片防护网的破坏情况等级。
[0042]当柔性被动防护网受到冲击载荷，支撑绳受拉力增大，信号处理系统接受到中心波长变化值。首先，判断所述波长是属于哪个光纤光栅拉力传感器的信号，鉴于光纤光栅拉力传感器波长偏移的量与每个所述传感器的特征波长相比较而言为很小的值，一般仅为一个或少数几个纳米的量，且变化后的波长一般与相邻波段的传感器特征波长也能够很好的区分。这样，确定了特征波长信号后就可以确定是对应哪个光纤光栅传感器的信号。并且，在确定传感器后就又可以确定对应于防护网下支撑绳的安装位置。其次，确定传感器的波长偏移所对应的下支撑绳受到的拉力值。根据前文所述，传感器所感测到的拉力与传感器的波长偏移相对应，反过来也就可以通过监测波长偏移的量来确定传感器安装位置处是否发生相当的待测受力。再次，判断下支撑绳受拉力值对应该片防护网发生的落石情况以及严重程度。如传感器的波长偏移迅速增大到传感器满量程后又减小，并且减小到比发生偏移前的数值还小的情况，那么表明柔性被动防护网已经破网。
[0043]其中，传感器测得拉力大小与柔性防护网冲击载荷之间的对应情况根据经验或者实验测定来估计。这种对应关系不是固定的，而可以是预先设定的结果，所以也可以根据具体情况适当变动。
[0044]其中，还需要判断应该出现波长信号却并未出现的情况:如果传输给服务器的传感器信号中不包括或者中断对应某个光纤光栅传感器的信号，则意味着发生了某种严重情况，比如该传感器被毁。这需要马上进行安全处理。如果是由一条分光缆连接的所有传感器的信号消失，则很可能是该条光缆被损毁。根据危险度级别的判断标准，服务器可将其归纳为“突发严重灾害情形”或“光缆损毁”等。判断的逻辑规则，可以由操作人员来具体设定，或进行修改。
[0045]报警系统
信号处理系统，也就是所述服务器部分，在经过分析得到灾害发生或者危害程度的信息后，将此信息以某种媒介的形式发送给有关的人员，比如区域负责铁路安全的人员、维修人员，和上级决策者。
[0046]其中，报警系统将危险程度分为三个级别，分别为:
一级:受到冲击；
二级:严重冲击；
三级:破坏；
其中，监测报警又分为预警和报警两种方式。其中，一级(受到冲击)和二级(严重冲击)属于预警模式，三级(破坏)属于报警模式。可以根据各种传感器的峰值信号的特征，冲击持续时间及多点受冲击情况进行综合分析，确定不同能级的阈值。
[0047]其中，由负责安全监控的人员，根据报警系统反馈的情况，可以通过有线或者无线的方式，比如电话、短信、广播、警示灯，向有关人员进行示警或通告。
[0048]其中，在本发明中，使用了开放性好、可以扩展的通讯协议，便于三个系统之间的数据传输，并且有利于建立统一的防灾体系。
[0049]相比于将拉力传感器设置在各拉锚绳上的做法，通过本发明的设置方式，能够直接、准确地获得作用在某一下支撑绳所属的柔性防护网上的冲击量(而无需考虑该冲击发生在该柔性防护网的哪一位置)。本发明无需大幅度改动现有的柔性被动防护网的基本结构，仅在下支撑绳上设置拉力传感器就能最大限度地获得冲击载荷的真实值。这样，包括上述各个组成部分的柔性被动防护网智能监测系统相对于现有的方式具有准确、安全、即时和低成本等突出的优点。该系统也可以与其他和铁路轨道有关的监测系统相兼容或并行，以实现综合性的功能。本发明普遍适用于危岩边坡柔性防护网系统的监测情况。
[0050]本发明的功能特征不限于前面给出的那些例子，这样可以设想本发明精神内的任意种类的功能。尽管已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了说明，但并非为了将本发明限制为这里所阐述的具体例子。相反，本发明的范围仅受限于所述权利要求。
【权利要求】
1.一种危险源捕捉系统，该危险源捕捉系统包括: 光纤光栅传感器或者由所述光纤光栅传感器构成的分布式阵列、光纤光栅解调仪以及信号传输光纤; 所述光纤光栅传感器预先安装在柔性被动防护网的下支撑绳上，通过监测防护网下支撑绳的拉力，实时地监测与防护网落石以及破网相关联的信号，并将该信号返回给所述光纤光栅解调仪； 所述光纤光栅解调仪与所述光纤光栅传感器或所述分布式阵列通过信号传输光纤相连接。
2.根据权利要求1所述的危险源捕捉系统，其中，所述光纤光栅解调仪对从所述光纤光栅传感器反射回来的信号进行解调处理，并得出相应的波长信号。
3.根据权利要求2所述的危险源捕捉系统，其中，所述光纤光栅解调仪依据处理结果得出各个光纤光栅传感器所在的监测点上的危险源状况。
4.根据权利要求1所述的危险源捕捉系统，其中，所述光纤光栅传感器为光纤光栅拉力传感器，用于监测当柔性被动防护网落有落石时，光纤光栅的波长相对于光纤光栅的特征波长的变化量，并将其返回给所述光纤光栅解调仪。
5.根据权利要求4所述的危险源捕捉系统，其中，所述光纤光栅拉力传感器包括弹性基体和应变光纤光 栅，在初始状态下，应变光纤光栅被整体地固定在弹性基体上，且应变光纤光栅的纵向轴与所述弹性基体的预期拉伸方向基本平行。
6.根据权利要求5所述的危险源捕捉系统，其中，通过设置在弹性基体上的左、右安装孔，用卸扣将光纤光栅拉力传感器与防护网下支撑绳连接在一起。
7.根据权利要求1-6之一所述的危险源捕捉系统，其中，所述光纤光栅传感器设置在所述防护网下支撑绳上的位置与防护网可能受到冲击的一侧相反。
8.根据权利要求1-3之一所述的危险源捕捉系统，其中，所述光纤光栅解调仪包括:激光发射装置，用于生成激光；以及输入输出端口，用于将激光输出到信号传输光纤中； 所述信号传输光纤与光纤光栅传感器相连接，激光经光纤光栅传感器反射后返回到所述光纤光栅解调仪，并且其中，激光在光纤光栅传感器内反射时，在受到外部的作用的情况下，反射激光的波长发生变化，且所述变化与外部作用之间具有预定的相关性。
9.一种信号处理系统，所述信号处理系统包括: 信号接收装置和与所述信号接收装置相连接的处理器单元； 所述信号接收装置与所述危险源捕捉系统相连接，用于接收来自根据权利要求1-8之一所述的危险源捕捉系统的信号；所述处理器单元设置成通过分析来确定: O每个激光波长信号涉及哪个光纤光栅传感器； 2)所涉激光的波长的变化以及对应的所代表的支撑绳拉力变化量； 3)所述防护网是否受到落石冲击以及是否发生落石破网。
10.根据权利要求9所述的信号处理系统，其中，所述信号处理系统还包括与所述处理器单元相连接的存储装置，其中在存储装置中预先存储:光纤光栅传感器与特征波长之间的对应关系；波长变化和光纤光栅传感器所测的下支撑绳拉力之间的对应关系；所述下支撑绳拉力和发生危岩落石以及破网的对应关系。
11.根据权利要求9所述的信号处理系统，其中，所述处理器单元可以还设置成用于:确定对应于一个或者几个光纤光栅传感器的波长信号是否消失； 以及根据预定的逻辑规则，由此判断是何处位置发生了危岩落石和/或哪条光纤光缆损毁。
12.一种柔性被动防护网智能监测系统，包括: 根据权利要求1-8之一所述的危险源捕捉系统； 与所述危险源捕捉系统相连接的根据权利要求9-11之一所述的信号处理系统；以及 与所述信号处理系统相连接的报警系统，在所述信号处理系统确定防护网发生和/或达到危险程度的情况下，以一种或多种方式发出报警信号和/或情报信息。
13.根据权利要求12所述的柔性被动防护网智能监测系统，其中，所述危险源捕捉系统与所述信号处理系统通过有线或者无线方式远距离连接。
14.根据权利要求12所述的柔性被动防护网智能监测系统，其中，所述危险源捕捉系统、信号处理系统 和报警系统接入其它路内系统和路外信息系统。
15.一种使用柔性被动防护网的监测方法，其中光纤光栅拉力传感器安装在所述柔性被动防护网的下支撑绳上用于监测下支撑绳的拉力变化，从而监测防护网系统的变形的趋势以及是否达到危险程度。
16.根据权利要求15所述的监测方法，其中所述光纤光栅拉力传感器通过卸扣与所述下支撑绳相连接。
【文档编号】G01L1/24GK103985225SQ201310050073
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年2月8日 优先权日:2013年2月8日
【发明者】张植俊, 曹学光, 董坤, 刘云飞, 翟江兰, 于国瑞, 杨小军, 耿振, 阎震, 赵志旺, 从宇殊, 吉俊 申请人:同方威视技术股份有限公司