[发明专利]用于监测建筑物沉降的传感棒及监测方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑物安全检测技术领域，涉及一种基于光纤光栅传感的建筑物整体沉降监测系统 

背景技术

当今建筑业的发展已经使得建筑物对于地基的要求越来越高，建筑规模的不断扩大就会引起地基及周围地层的变形。现行规范规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。特别在高层建筑物施工过程中，规定应用沉降观测加强过程监控，指导施工工序，及时反馈沉降信息，预防在施工过程中出现的不均匀沉降，为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝。 

在已公开的建筑物沉降检测方法中，CN201233238Y提供了一种由螺栓、观测面板和预埋件组成的沉降装置，在螺栓头部端面最外圈上均布有观测点，在螺栓头部的内圈内设置有沉降点的编号；CN201795800U将预埋件浇注于建筑物内，在该预埋件的侧面设置有观察杆，通过监测观察杆是否下滑就可以检测出建筑物是否沉降；CN201215499Y通过分布于结构物一个层面上的若干采集端，而这些采集端通过连通管相接，在连通管的一端安装储液罐，其中的水面高出采集端水平线一段距离，在采集端内置有液位传感器和相应变压器电路用于将压力信号转换成电信号，通过对电信号进行分析得出采集端承受的液位高度，从而来判断每个位置的沉降变化情况。 

已公开的专利，仅能在沉降明显发生后，对沉降的程度(高度大小)进行评估，且大部分是设置沉降观测位置的点式测量，对建筑整体沉降评估有误差、有局限。随着传感技术的不断进步，电子技术、光学技术逐渐在建筑物沉降监测中得到应用。光纤传感技术以其独特的精度优势、材料优势，近年来在各领域的应用均有发展。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种具有灵敏度高，寿命长，抗电磁干扰，耐腐蚀，耐水等特点，可以实时准确测量建筑物整体沉降的传感器，并同时提供一种采用此种传感器的建筑物整体沉降监测方法，这种监测系统特别适合于沉井结构基础沉降的安全监测。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种用于监测建筑物沉降的传感棒，包括钢筋、单模光纤和至少一个光纤光栅，单模光纤光沿着与钢筋平行的方向粘贴在钢筋表面，光纤光栅串联在单模光纤上，在单模光纤与钢筋的外面浇筑有水泥。 

作为优选实施方式，各个光纤光栅分布在单模光纤的不同位置上，中心波长各不相同。 

一种通过光纤光栅传感棒监测建筑物沉降的方法，包括下列步骤： 

(1)将至少一个光纤光栅串联到单模光纤上； 

(2)将串联了光纤光栅的单模光纤绷紧后沿着与钢筋平行的方向粘贴在钢筋表面； 

(3)在单模光纤与钢筋外面浇筑水泥制成光纤光栅钢筋水泥传感棒； 

(4)在光纤光栅钢筋水泥传感棒的末端未浇筑水泥的单模光纤部分包覆铠装光缆； 

(5)将制好的光纤光栅钢筋水泥传感棒固定在需要监测是否发生沉降的建筑结构上； 

(6)利用铠装光缆将入射光引入传感棒，并将回传的传感光信号引到光纤光栅信号解调器； 

(7)由光纤光栅信号解调器根据传感光信号评估传感棒位置处是否发生沉降及沉降程度。 

利用本发明的光纤传感系统来监测建筑物的沉降，具有以下优势。(1)以光为载波，用光导纤维做传输路径、传输各种信息，具有传感和数据通道集为一体，耐水，耐压，耐腐蚀，抗电磁干扰等优点，光纤具有体积小，抗腐蚀和耐水等优点，可以埋设到各种条件的土层里进行常年的监测，利用沉降过程中对光纤产生轴向应变导致光纤光栅的反射光波长变化的特点，建立沉降过程与波长移动监测的关系，可以实现建筑物整体沉降的实时、常年的精密监控，其灵敏度和准确性远远高于传统的检测方法。(2)由于光纤结构小的特点，光纤传感方式可以采用分步式的方式，大面积地布设到沉井或地基的各个部位，这也是传统点式测量所不具备的优势。(3)与传统设置位移点来观测建筑物沉降的方式相比，光纤传感技术具有实时、准确且精度高等特点，更能够对已经发生内部变形但尚未导致可观察的沉降的情况进行及时监测。 

附图说明

附图1为光纤光栅钢筋水泥传感棒结构示意图。 

附图2为建筑物结构沉降测试系统示意图。 

附图标记说明如下：