[发明专利]一种基于分布式光纤的混凝土结构健康监测传感器

说明书

本发明涉及一种基于分布式光纤的混凝土结构健康监测传感器，属于混凝土材料技术领域。该传感器包括：支撑平板、安装在支撑平板两端的支架、安装在支架底面的底座；底座用于连接支架与混凝土；支架顶端具有轴母，轴母侧面具有水平的开口，开口处具有能够夹持支撑平板的夹具；支撑平板两端具有能够插入轴母的轴，支撑平板表面还贴装有用于测试支撑平板温度的温度传感器。本发明提供的基于分布式光纤的混凝土结构健康监测传感器，采用组合型的安装模式实现了最大限度重复利用、结构影响小、功能齐全，这样就可以对不同工况下的结构物进行健康监测，为优化测量精度，结构物病害控制提供保障。

技术领域

本发明涉及一种基于分布式光纤的混凝土结构健康监测传感器，属于混凝土材料技术领域。

背景技术

分布式光纤传感器是目前对混凝土结构健康监测的新型监测方法。根据行业内基本公式，只需要测得测量时现场的温度变化和主应变方向与光纤布置方向的夹角，即可根据光纤的总频移量计算得到结构物的应变大小。且分布式光纤具有可分布式，精度高，方便布置等优势，越来越多的适用于大型结构健康监测的应用中。

但是，分布式光纤存在一系列难以克服的缺点。首先，分布式光纤的复用性很差，一般方法将光纤粘贴在结构物上之后，分布式光纤无法取下作进一步处理和使用。在结构物上粘贴的光纤清理特别麻烦，有可能造成大面积混凝土被环氧树脂覆盖难以清理，影响美观，且一旦光纤发生断裂，很难进行更换，且采用备用光纤很不经济。

其次，分布式光纤容易发生断裂，分布式光纤的抗拉强度很高，但抗弯性能不好，当光纤发生宏弯，内径小于20mm时极易发生断裂，且无法经历微弯锐角。因此，需要制作护套保护光纤纤芯。

最后，分布式光纤过于敏感，在分布式光纤的信号源中，始终有20%的误差无法分析，其中包括：温度的瞬时变化、结构物表面不平整、应变区域不均匀、光纤本身纯度、微裂缝的突然出现、结构变化不稳定等多方面因素。因此，需要设计一个载体来过滤多余的信息源。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种可替换、能够过滤信号且保护光纤的传感器。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于分布式光纤的混凝土结构健康监测传感器，包括：支撑平板、安装在所述支撑平板两端的支架、安装在所述支架底面的底座；所述底座用于连接所述支架与混凝土；所述支架顶端具有轴母，所述轴母侧面具有水平的开口，所述开口处具有能够夹持所述支撑平板的夹具；所述支撑平板两端具有能够插入所述轴母的轴，所述支撑平板表面具有若干以所述支撑平板的中心呈中心对称布置的半圆形凹槽；所述支撑平板表面还贴装若干以所述支撑平板的中心呈中心对称布置的应变片；所述支撑平板表面还贴装有用于测试所述支撑平板温度的温度传感器；所述凹槽内安装光纤。

上述方案进一步的改进在于：所述底座上具有防滑锯齿、埋入插销或者通孔中的一种。

上述方案进一步的改进在于：所述凹槽的两侧具有刮刀导槽。

上述方案进一步的改进在于：所述底座、支架为钢制，所述支撑平板为铝制。

上述方案进一步的改进在于：所述凹槽半径不超过10mm。

本发明提供的基于分布式光纤的混凝土结构健康监测传感器，采用组合型的安装模式实现了最大限度重复利用、结构影响小、功能齐全，这样就可以对不同工况下的结构物进行健康监测，为优化测量精度，结构物病害控制提供保障。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个优选的实施例结构示意图。

图2是图1中支架结构示意图。

图3是图1中凹槽的剖面结构示意图。

图4是三种不同底座结构示意图。