本發(fā)明涉及城市地下管廊監(jiān)控技術，具體說是涉及對城市地下管廊的溫度、濕度、應力變化與氣體等多個物理參數(shù)進行測量與監(jiān)控。并有效消除地下安全隱患的多功能城市地下管廊監(jiān)控技術。

背景技術：

城市地下管廊是城市基礎設施的重要組成部分。長期以來，我國城市地下管廊呈現(xiàn)的是多政府部門、多轄區(qū)、多使用單位、多儀器裝置的管理混亂狀態(tài)。嚴重影響了城市運行的質量和效率。隨著大規(guī)模都市的建立，城市地下管廊的綜合管理得到國家及各級政府的高度重視，使城市管廊建設從過去的探索階段正式步入政府調控、多方融資、統(tǒng)一規(guī)劃和總體運營的平穩(wěn)發(fā)展階段。城市地下綜合管廊建設包括供水、排水、燃氣、熱力、電力、通信、廣播電視、工業(yè)等多個城市重要管線的有序安裝與控制，然而目前管廊監(jiān)控距離超長，監(jiān)控內(nèi)容復雜，監(jiān)控種類繁多，要求精準度高，已有的控制裝置根本無法滿足現(xiàn)代化都市城市地下管廊管理工作的需要。因此，研發(fā)一種城市地下綜合管廊的多物理量監(jiān)測系統(tǒng)便顯得十分重要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于提供一種城市地下綜合管廊的多物理量監(jiān)測系統(tǒng)，主要是解決現(xiàn)有城市地下綜合管廊監(jiān)控距離超長，監(jiān)控內(nèi)容復雜，監(jiān)控種類繁多，要求精準度高，已有的控制裝置不適用，無法滿足監(jiān)測需求的問題。

本發(fā)明包括計算機，還包括

將計算機的控制指令傳輸給激光器組的第一通訊接口；

接收第一通訊接口的控制指令，由輸出口向外發(fā)送對應波長的激光，經(jīng)激光輸出光路至多路光開關光輸入口的激光器組；

將計算機的控制指令傳輸給多路光開關，接通與激光器組對應波長激光相關的光輸出口輸出光路，且以0.5秒的時間間隔對多路光開關輸出光路進行自動切換的第二通訊接口；

接收激光器組發(fā)送的激光信號，并在第二通訊接口控制下自動接通相關光輸出口輸出光路，同時將對應光輸出口輸出光路的傳感反饋信號至反饋接收光路的多路光開關；

對應接收多路光開關光輸出口輸出光路的激光，與被測介質或對象作用形成傳感反饋信號經(jīng)校準至多路光開關，并由20-40個傳感器并聯(lián)或串聯(lián)構成的多模光纖傳感器組、單模光纖傳感器組、光纖光柵傳感器組、光纖氣體傳感器組；

接收或采集多路光開關反饋接收光路的反饋光信號，將光信號轉換成電信號，再傳輸給數(shù)據(jù)采集器的光電探測器組；

采集光電探測器組的傳輸數(shù)據(jù)，并送入計算機的數(shù)據(jù)采集器。

本發(fā)明由于采取了所述結構，可利用計算機和第一、第二通訊接口自動切換激光器組輸出激光與多路光開關相關光輸出口輸出光路，實現(xiàn)對光纖傳感器數(shù)據(jù)的輪詢采集，加上光電探測器組、數(shù)據(jù)采集器和計算機程序的有機配合，通過對溫度、濕度、液位、應力變化與氣體多物理量及多點超長距離的監(jiān)測與控制，可靠實現(xiàn)城市地下綜合管廊的火災內(nèi)澇、地質沉降、管線的伸縮變形以及氧氣、硫化氫、甲烷多種氣體有效綜合監(jiān)控，可形成10公里范圍內(nèi)管廊監(jiān)測的基本模塊。多個模塊疊加能夠實現(xiàn)多管廊和多個10公里范圍的測量。與現(xiàn)有技術相比具有突出的實質性特點與顯著的進步。還具有定位功能強、測量精度高、使用壽命長、多功能集一管廊、管廊利用率高、適合城市推廣等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體結構示意圖；

圖2是光纖傳感器連接示意圖。

具體實施方式

圖1、圖2所示本發(fā)明的一種城市地下綜合管廊的多物理量監(jiān)測系統(tǒng)是目前城市管理建設中的重大技術創(chuàng)新項目。該系統(tǒng)由計算機1、第一通訊接口（稱485協(xié)議接口）2、第二通訊接口（也稱485協(xié)議接口）3、數(shù)據(jù)采集器4、激光器組5、光電探測器組6、多路光開關7、多模光纖傳感器組8、單模光纖傳感器組9、光纖光柵傳感器組10、光纖氣體傳感器組11組成。所述數(shù)據(jù)采集器4安裝在計算機1的pci插槽內(nèi)，計算機1設有第一通訊接口）2和第二通訊接口3，其中第一通訊接口2是將計算機的控制指令傳輸給激光器組5。激光器組5由激光控制器與全波段（1100-1850nm）激光器組成。激光器組5設有激光輸出口，向外發(fā)送對應波長的激光，經(jīng)激光輸出光路12至多路光開關7光輸入口。即對應于多路光開關7的com端，同時，由第二通訊接口3將計算機的控制指令傳輸給多路光開關7，接通與激光器組對應波長激光相關的光輸出口輸出光路即13、131、132、133中任意一個，以此來控制多路光開關7各光輸出口的開通，并以0.5秒的時間間隔對輸出光路進行自動切換，進而實現(xiàn)計算機1輪詢采集各個傳感器組數(shù)據(jù)之目的。在多路光開關7的光輸出口的輸出光路13、131、132、133對應設置了多模光纖傳感器組8、單模光纖傳感器組9、光纖光柵傳感器組10和光纖氣體傳感器組11，所述每一傳感器組由20-40個并聯(lián)或串聯(lián)的傳感器構成。如圖2給出的是20個傳感器相并聯(lián)構成的傳感器組11的情況。所述各傳感器根據(jù)傳感光纖光柵的不同由計算機排序編碼。而且所述多路光開關7的每個光輸出口至少能帶載8-16個通道。所述多路光開關7還將對應光輸出口輸出光路的傳感反饋信號經(jīng)反饋接收光路14至光電探測器組6，而光電探測器組6除接收或采集傳感反饋信號外，還將光信號轉換成電信號，然后傳輸給計算機1內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集器4，由計算機1讀取并顯示。

使用本監(jiān)測系統(tǒng)對城市地下綜合管廊的多物理量實施測量時，應將多模光纖傳感器組8中各傳感器安裝于熱力管道、供水管道等液體管道外側及管廊內(nèi)需測溫位置進行管道漏點及管廊內(nèi)溫度測量；將光纖光柵傳感器組10傳感器安裝于集水坑內(nèi)或需測濕位置，可測量管廊內(nèi)積水液位或管廊內(nèi)濕度；同時還可針對某一點進行應變測量。將光纖氣體傳感器組11傳感器置于地坪附近可進行氧氣濃度測量，而硫化氫測量和甲烷氣體的測量則將所述傳感器安裝于管廊通風口處；對于應變測量和振動測量是將單模光纖傳感器組9的傳感器分別安裝在管道、廊壁或所需被測適當位置，同時滿足管廊地質沉降和機械設備噪聲的測量。

本系統(tǒng)工作時，由計算機程序控制，首先計算機1通過第一通訊接口2向激光器組5發(fā)出控制指令，激光器組5接收指令由激光輸出口向外發(fā)送對應波長的激光（如發(fā)出1550nm激光即為測溫，而c﹢l波段激光即為測濕，不同波段激光將對應于多路光開關7不同的輸出光路13、131、132、133。也就是選擇被測介質或對象不同）。該激光經(jīng)輸出光路12到達多路光開關7。與此同時，計算機1也經(jīng)第二通訊接口3向多路光開關7發(fā)送控制指令，多路光開關7接收控制指令后，選擇性開通多路光開關7中一光輸出口對應的輸出光路例如133。同時接通與其并聯(lián)的20只傳感器構成的傳感器組11。所述20只傳感器根據(jù)傳感光纖光柵的不同由計算機排序編碼如圖2所示1101、1102……1120。此時傳感器內(nèi)的激光與被測氣體形成波峰并校準后經(jīng)單模光纖即輸出光路133傳至多路光開關7，再經(jīng)反饋接收光路14進入光電探測器組6，光電探測器組6在采集光路信號的同時將光信號轉換成電信號，傳輸給數(shù)據(jù)采集器4，再由計算機1進行讀取并顯示器顯示。本發(fā)明由計算機1的第二通訊接口控制，每0.5秒相應開通傳感器組8、9、10、11中的一路，并聯(lián)的20-40個傳感器數(shù)據(jù)即刻存入計算機1，即完成一次輪詢采集并自動切換，本發(fā)明設置四個光輸出口，每個光輸出口至少能帶載8-16個通道，每個通道是20-40個傳感器，其具有如此強大的帶載能力也是多點、超長距離的多物理量監(jiān)測獲得成功的重要因素。以此類推，根據(jù)所述實施方式可完成以上所述城市地下綜合管廊中其它物理量的多點超長距離的監(jiān)測與控制。有效消除地下安全隱患，為城市地下管廊監(jiān)控以及現(xiàn)代化城市建設提供可靠依據(jù)并作出應有的貢獻。