[发明专利]用于检测混凝土应变的分布式光纤

说明书

技术领域

本发明涉及分布式光纤，尤其涉及一种用于检测混凝土应变的分布式光纤。

背景技术

混凝土是目前我国应用最为广泛的建筑工程材料之一。随着国内的基础设施建设取得突飞猛进的进步,大体积混凝土越来越广泛:各种型式的混凝土大坝、港口建筑物、高层建筑的地下室混凝土地板和很多大型的基础承台等都采用大体积混凝土现场浇注而成。 

众所周知，大多数混凝土工程的标准是由裂缝来进行控制的。据估计,钢筋混凝土结构中的裂缝是由外荷载引起的只占到裂缝总数的20%左右,而由变形为主引起的裂缝大约占到裂缝总数的80%左右。因此及时准确的得到混凝土内部的裂缝发展状况有利于做好混凝土的养护工作，提高构件的安全性。

20世纪70年代后期，随着光时域反射（OTDR）技术的出现，分布式传感技术的研究与应用得到了前所未有的发展。其中基于BOTDA技术是近年发展过来的一种尖端技术，与传统的监测方法相比，具有分布式、实时性、距离长、精度高和耐久性场等特点，且该技术具有采集结构的应变（应力）、温度、动态响应、腐蚀状况、裂缝情况以及交通情况等各种参数，使得人们对结构的安全进行综合分析提供了足够的信心。因此，在国际上改技术已经开始广泛应用于基础工程设备的安全监测。

光纤是一种很容易被折断的细长玻璃丝，裸纤在用于检测混凝土裂缝很容易由于施工等问题而折断；普通的有保护层的表面光滑的光纤和混凝土的胶结性差，当混凝土变形较大时，内部光纤和混凝土不能同时变形。所以研制一种可以用于测混凝土应变的专用光纤就显得很必要了。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中光纤用于检测混凝土裂缝时容易折断或者与混凝土的胶结性差，当混凝土变形较大时，内部光纤和混凝土不能同时变形的缺陷，提供一种不易折断，且可与混凝土同时形变的专用于监测混凝土内部应力应变的分布式光纤。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种用于检测混凝土应变的分布式光纤，该分布式光纤包括裸纤，该裸纤外依次套设塑料保护套管和橡胶保护外套，在该橡胶保护外套外还涂抹一层环氧涂覆层，其中橡胶保护外套上设有凹槽或者不规则突起物。

本发明所述的分布式光纤中，在塑料保护套管和橡胶保护外套之间还设有硬性纤维保护束。

本发明所述的分布式光纤中，该分布式光纤绑定在混凝土结构的主筋上，且一端从混凝土结构中引出，与光缆连接。

本发明产生的有益效果是：本发明裸纤外依次套设塑料保护套管和橡胶保护外套，在该橡胶保护外套外还涂抹一层环氧涂覆层，将橡胶保护外套的表面做成凹槽形或者表面有不规则突起物，环氧砂浆涂抹在光纤保护套外面，硬化后形成表面粗糙的涂覆层，有利于混凝土和光纤的同步变形。

进一步地，采用硬性玻璃纤维加强件保护，可抵抗施工过程中的拉压和冲击破坏。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1a、1b是本发明实施例用于检测混凝土应变的分布式光纤的结构示意图；

图2是本发明实施例凹槽型的橡胶保护外套结构示意图；

图3是本发明实施例表面不规则的橡胶保护外套结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1a、1b所示，本发明实施例用于检测混凝土应变的分布式光纤，包括裸纤1，该裸纤外依次套设塑料保护套管2和橡胶保护外套3，在该橡胶保护外套外还涂抹一层环氧涂覆层4，其中橡胶保护外套3上设有凹槽或者不规则突起物。将橡胶保护外套3的表面做成凹槽形或者表面有不规则突起物状，再在其外再涂抹环氧砂浆（环氧砂浆是以环氧树脂作为胶结剂搅拌沙子形成的），环氧砂浆涂抹在光纤保护套外面，硬化后形成表面粗糙的涂覆层，有利于混凝土和光纤的同步变形。

本发明的一个较佳实施例中，在塑料保护套管2和橡胶保护外套3之间还设有硬性纤维保护束4，采用硬性玻璃纤维保护束的加强件保护，可抵抗施工过程中的拉压和冲击破坏。

本发明的一个实施例中，该分布式光纤绑定在混凝土结构的主筋上，且一端从混凝土结构中引出，与光缆连接。

具体应用中，将根据具体混凝土结构浇筑方案和监测要求确定应变传感光纤布设方式；根据确定的布设方式在混凝土结构主筋上绑定应变传感光纤（即本发明实施例中的分布式光纤）；再将应变传感光纤从混凝土结构中引出。