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量電纜。
背景技術(shù)：
我國是地質(zhì)災害多發(fā)國家，頻繁的地質(zhì)災害給人們的生命和財產(chǎn)帶來了巨大的損失和威脅。為了減少地質(zhì)災害造成的損失，各種災害防治監(jiān)測手段和技術(shù)被廣泛應用到各個領(lǐng)域并且取得了顯著的避災防災效果?；?、地面沉降等地質(zhì)運動所引起的局部巖土體變形就是一種重要的、需要被監(jiān)測的災害前兆現(xiàn)象。如果能夠在災害發(fā)生前期準確定位巖土體變形發(fā)生的位置和變形的大小，就能促進避災、防災工作的有效開展，減少災害造成的損失。目前國內(nèi)外常用時域反射測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，不適合對巖土體大變形的分布式測量，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量電纜，它是伸長量比較大的巖土體變形傳感測量電纜。
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域反射測量儀。
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)成的測量電纜沿被監(jiān)測巖土體埋設后，當巖土體發(fā)生變形時測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域反射測量儀觀測局部特性阻抗變化所引起的時域反射波形的局部變化來定位巖土體變形的位置和測量巖土體變形的大小。
本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明實現(xiàn)了巖土體變形的分布式定位和測量，解決了當前滑坡、地面塌陷等地質(zhì)災害前兆巖土體變形的測量時存在的“測處未變、變處未測”的困境，為極大限度地減少地質(zhì)災害對人類的危害提供了無遺漏的測量工具和手段。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是兩根平行直導線結(jié)構(gòu)圖。
圖3是分布式傳感測量電纜局部拉伸前后結(jié)構(gòu)變化圖。
圖4是本發(fā)明的測量方法圖。
圖5是測量反射信號圖。
圖中1、硅橡膠條；2、電纜線；3、硅橡膠套管；4、時域反射測量儀；5、入射信號； 6、反射信號；7、傳感測量電纜。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
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域反射測量儀4。
平行直導線的絕緣外皮連接在一起使導線間距離保持不變。初始時導線緊密地繞于圓截面硅膠條表面。上述結(jié)構(gòu)的特點在于測量電纜有比較大的伸長量。電纜拉伸時引起螺旋線螺距變大使電纜局部阻抗發(fā)生變化。
傳感測量電纜工作原理如圖3所示為傳感測量電纜拉伸前后結(jié)構(gòu)的變化。其中圖3 (a)為拉伸前的傳感測量電纜；圖3(b)為局部拉伸后的傳感測量電纜。由圖3可知傳感測量電纜局部拉伸時螺旋線匝數(shù)不變，傳感測量電纜長度變長，因此被拉伸部分螺距增大，電纜的局部特性阻抗增大。
測量方法如圖4所示，其中5為入射信號，6為反射信號。將平行螺旋傳輸線結(jié)構(gòu)的巖土體變形傳感測量電纜一端接入時域反射測量儀4。根據(jù)傳輸線原理，當時域反射測量儀向電纜的一端輸入電階躍信號或脈沖信號時，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域反射測量儀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域反射測量儀。本發(fā)明實現(xiàn)了巖土體變形的分布式測量和變形位置的定位，解決了當前滑坡、地面塌陷等地質(zhì)災害前兆巖土體變形的測量時存在的“測處未變、變處未測”的困境，為極大限度地減少地質(zhì)災害對人類的危害提供了無遺漏的測量工具和手段。
文檔編號G01B7/16GK102522148SQ20111036104
公開日2012年6月27日 申請日期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 申請人:中國計量學院