(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211018993.6 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 河海大学 地址 210024 江苏省南京市 鼓楼区西康路1 号 (72)发明人 饶文波　栗天宁　郑芳文　 (74)专利代理 机构 北京睿智保诚专利代理事务 所(普通合伙) 11732 专利代理师 韩迎之 (51)Int.Cl. G01B 21/08(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线 测量装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种分布式光纤的灌渠泥沙 淤积速率在线测量装置及方法， 涉及泥沙淤积测 量领域。 包括三脚有机玻璃支架、 分布式光纤传 感器、 供电箱、 光源脉冲发射器、 数据实时传输发 射器、 数据接收终端； 其中， 将三脚有机玻璃支架 放置在灌渠中， 在三脚有机玻璃支架的每个支脚 上安装分布式光纤传感器， 在三脚有机玻璃支架 的顶部安装光源脉冲发射器和数据实时传输发 射器， 供电箱放置在岸上， 供电箱与光源脉冲发 射器、 数据实时传输发射器相连， 数据接收终端， 用于接收野外监测数据。 本发明支持在同一时间 段内获取多个位置的淤积速率数据， 使得监测数 据具有代表性。 此外， 此发明利用在线实时传输 技术， 及时为管理者 提供数据分析与预警决策。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115371608 A 2022.11.22 CN 115371608 A 1.一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量装置， 其特征在于， 包括三脚有机玻 璃支架、 分布式光纤传感器、 供电箱、 光源脉冲发射器、 数据实时传输发射器、 数据接收终 端； 其中， 将所述三脚有机玻璃支架 放置在灌渠中， 在所述三脚有机玻璃支架的每个支脚上 安装所述分布式光纤传感器， 在所述三脚有机玻璃支架的顶部安装所述光源脉冲发射器和 所述数据实时传输发射器， 所述供电箱 放置在岸上， 所述供电箱与所述光源脉冲发射器、 所 述数据实时传输发射器相连， 所述数据接收终端， 用于 接收野外监测数据。 2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量装置， 其特征 在于， 所述三脚有机玻璃支架包括三个玻璃支脚和连接器， 每一个所述玻璃支脚的材质为 聚甲基丙烯酸甲酯。 3.根据权利要求2所述的一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量装置， 其特征 在于， 所述玻璃 支脚为空心圆柱形， 圆柱 底部采用玻璃纤维膜密封 。 4.根据权利要求2所述的一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量装置， 其特征 在于， 所述连接器上设置有支脚角度调节器， 用于调整所述玻璃 支脚与中轴的角度。 5.根据权利要求1所述的一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量装置， 其特征 在于， 所述供电箱为太阳能供电箱， 所述太阳能供电箱包括太阳能板、 储能稳压电源； 所述 太阳能板与所述储能稳压电源相连。 6.根据权利要求1所述的一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量装置， 其特征 在于， 还包括数据存储器， 所述数据存储器与所述数据实时传输发射器、 所述分布式光纤传 感器相连。 7.一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量方法， 其特征在于， 利用权利要求1 ‑6 任一所述的一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量装置进 行测量， 具体步骤包括如 下： 通过分布式光纤传感器实时采集沿光纤传输路径上的泥沙空间分布和随时间变化的 信息， 得到温度谱线与压力谱线； 根据所述温度谱线与压力谱线得到泥沙淤积 厚度， 进而确定每个检测时间对应的灌渠 泥沙淤积速率。 8.根据权利要求7所述的一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量方法， 其特征 在于， 泥沙厚度为谱线横轴对应长度除以si n(90° ‑α )； 其中， α 为支脚和水平面的夹角。 9.根据权利要求7所述的一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量方法， 其特征 在于， 每一个检测时间对应的最 终温度谱都用外部传感光纤的温度谱线减去内部传感光纤 的温度谱线表示； 每一个检测 时间对应的最终压力谱线都用外部传感光纤的压力谱线表 示。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115371608 A 2一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积 速率在线测量装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及泥沙淤积测量技术领域， 更具体地说是涉及 一种分布式光纤的灌渠泥 沙淤积速率在线测量装置及方法。 背景技术 [0002]灌渠是当前国内外用于灌溉种植的渠道， 保障农业种植用水的一种重要途径。 泥 沙淤积是灌渠引水过程中的常见现象。 泥沙淤积是当前国内外河流或灌渠运行过程中面临 的重要的环境灾害问题， 直接影响河流或灌渠的生态系统、 通航、 灌溉等， 导致经济和环境 受损。 为完善河道泥沙淤积预警和疏浚措施并进一步防治泥沙淤积造成的环境灾害问题， 实时监测河道泥沙淤积动态变化尤为必要。 [0003]河道泥沙监测已经有一些装置， 例如， 浮标监测设备， 便携式淤积深度测量设备， 河道径流泥沙测量装置， 等。 已有的装置为河道泥沙监测提供较好的解决方案， 但仍存在一 定的不足： (1)已有设备主要用来测量河道泥沙含量和淤积深度等， 但不能获得泥沙淤积速 率的信息， 无法确定淤积快慢与预警位时效性， (2)有些设备可以自动测量， 但不能在线实 时监测， 不能做到数据信息提供的及时性； (3)已有设备监测或测量位置局限于某一点， 而 不能代表河道的某一段区域。 另外， 针对灌渠泥沙淤积监测的相关装置少见， 因此， 对本领 域技术人员来说， 如何精准测量泥沙淤积速率是亟 待解决的问题。 发明内容 [0004]有鉴于此， 本发明提供了一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积速率在线测量装置及方 法， 以解决背景技 术提出的问题。 [0005]为了实现上述目的， 本发明采用如下技术方案： 一种分布式光纤的灌渠泥沙淤积 速率在线测量装置， 包括三脚有机玻璃支架、 分布式光纤传感器、 供电箱、 光源脉冲发射器、 数据实时传输发射器、 数据接收终端； 其中， 将所述三脚有机玻璃支架放置在灌渠中， 在所 述三脚有机玻璃支架的每个支脚上安装所述分布式光纤传感器， 在所述三脚有机玻璃支架 的顶部安装所述光源脉冲发射器和所述数据实时传输发射器， 所述供电箱放置在岸上， 所 述供电箱与所述光源 脉冲发射器、 所述数据实时传输发射器相连， 所述数据接收终端， 用于 接收野外监测数据。 [0006]可选的， 所述三脚有机玻璃支架包括三个玻璃支脚和连接器， 每一个所述玻璃支 脚的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。 [0007]通过采用上述技术方案， 具有以下有益的技术效果： 每一个玻璃支脚都使用聚甲 基丙烯酸甲酯材质， 随着外界温度变化， 这种材料自身的温度变化不明显， 可以有效抵抗太 阳照射， 水流浸泡以及雨雪天气带来的温度变化， 因此， 支脚对分布式光纤传感器的温度影 响得以减小。 [0008]可选的， 所述玻璃 支脚为空心圆柱形， 圆柱 底部采用玻璃纤维膜密封 。 [0009]通过采用上述技术方案， 具有以下有益的技术效果： 玻璃纤维膜具有透水性， 因说　明　书 1/4 页 3 CN 115371608 A 3