現地安裝水壓計的初步構想與規劃

D/C-FBG 壓力計為扁平型，比較適合與傾斜管或用來做垂直向沈陷分 佈用之波浪管配合安裝。此時 D/C-FBG 壓力計設計如圖 3.28所示，其背面 為弧形以與管線之區面匹配，壓力面以透水石（porous stone）保護。

Top section view

8mm

Side section view

Bottom view Top view

base and frame stainless steel

FBG porous stone

protection sheath optic fiber w/

30mm

圖 3.28 與傾斜管或用波浪管配合使用之 D/C-FBG 壓力計設計

構想中之 D/C-FBG 壓力計安裝於傾斜管或用波浪管外部，如圖 3.29所 示，安裝時先將 D/C-FBG 壓力計固定於傾斜管或用波浪管外部。鑽孔之大 小做是當之調整以使裝有 D/C-FBG 壓力計之傾斜管或用波浪管可以置入鑽 孔之中。有 D/C-FBG 壓力計以透水料填孔，其他之高程以灌漿封孔。藉助 於 FBG 部分分佈式之優點，同一條光纖可以安裝多個 D/C-FBG 壓力計。此 一整合之系統可以使用單一鑽孔同時監測地層水平或垂直向位移與水壓之 分佈。其中水平位移也可以使用交通大學所研發之 FBG 偏斜儀，此時全部 監測皆為光纖光柵系統，其經濟性與穩定性都將大為提升。

casing, or inlcinometer sensor pressure

pipe corrugated

圖 3.29 構想中之 D/C-FBG 壓力計現場安裝

考慮現有水利工程結構中以裝有許多開口式水位計，等週期波長式 FBG 水壓計主要之目的是與這些現有開口式水位觀測管配合，因此等週期 波長式 FBG 水壓計之外徑在 25mm 以內。圖 3.26 所示壓力計之壓力入口接 頭移除，以透水石取代。使用時只需將 FBG 水壓計放入開口式水位觀測管 即可。一般在同一鑽孔中可能同時有 2 至 3 個開口高程不同之水位觀測管。

每一水位觀測管中安裝一個等週期波長式 FBG 水壓計，然後在地表與單一

光纖連接，以充分利用 FBG 部分分佈式之優點。所有 FBG 壓力計都可以直

上孔式(uphole)：

精 密 的 儀 器 放 置 於 地

管理維護便利性 雖可自動化，仍會因為

時域反射技術(Time Domain Reflectometry, TDR)是一項採用上孔式設 備與傳輸線式傳感器的監測技術，主要由堅固耐用的同軸電纜(coaxial cable) 為傳感器主體，非複雜昂貴電子元件，因此不受水、濕氣、雷擊影響。利 用 TDR 原理可製作不同監測功能的傳感器，透過分工器可進行一機多功能 與多點監測，降低整體監測系統成本。TDR 技術本身為一種數位化監測技 術，所組成監測系統兼具機械式穩定性與電子式便利性，且易與高效率遠 端自動化系統結合。

TDR 原理與雷達(Radar)相同，時域反射法所發送電磁波由同軸電纜將 電磁波引導至需要監測地點，主要不同點在於 TDR 電磁波為一維引導波 (guided Wave)。TDR 傳感器即為一種導波器(wave guide)，利用不同感測機 制，可用於監測地滲漏、水壓力、位移等物理量。圖 3.30為 TDR 儀器元件 簡圖，製波器(step generator)發射一電磁脈衝進入傳輸系統(同軸電纜與傳感 器)，由取樣器(sampler)接收由於傳感器內阻抗不連續所造成反射訊號值，

顯示在示波器(oscilloscope)。