[实用新型]一种楔形结构光纤光栅位错计

说明书

技术领域

本实用新型基于光纤光栅技术，是一种对地下管廊沉降缝两侧结构相对沉降量进行实时监测的传感器，属于光纤传感技术领域。

背景技术

城市地下综合管廊是先于周边地块开发而规划建设的城市地下综合管廊网络，解决了周边地区开发和建成后运营中的能源需求问题。随着周边地块的开发利用，尤其是深大基坑开挖和大范围降地下承压水，会引起已建成的地下综合管廊发生沉降变形，若沉降缝两侧相对沉降量过大，可导致管廊内部各种工程管线的变形和开裂，影响电力、燃气、供热等正常供给，甚至发生重大安全事故。通过对地下管廊沉降缝两侧相对沉降量的实时监测，可对周围地块基坑开挖速度与降水速度进行指导，对超限部位提前预警，避免引起管廊内部管线破坏，预防事故发生。光纤光栅传感器因具有抗电磁干扰、耐腐蚀等特点，适用于地下复杂工程的长期健康监测。因此，用于长期实时监测地下管廊沉降缝两侧相对沉降状态的光纤光栅位错计有很好的工程应用前景。

实用新型内容

本实用新型涉及一种满足地下管廊长期实时监测要求，结构简单，性能稳定、可靠、灵敏度高、抗电磁干扰，可用于监测地下管廊沉降缝两侧结构相对沉降状态的光纤光栅位错计。

为了实现上述目的，本实用新型解决技术问题的技术方案是：

一种楔形结构光纤光栅位错计，包括由滑动头、悬臂梁、传感光纤光栅、补偿光纤光栅、传动杆、限位板、螺栓、楔形块、弹簧、保护外壳与固定片；

保护外壳为矩形盒式，侧壁上设有用于滑动头伸出的狭长活动缝，保护外壳内与活动缝对应的一侧固定楔形块；

滑动头末端为U型板结构，该U型板卡到楔形块上；在U型板上通过螺栓固接有两个悬臂梁；两个悬臂梁的活动端通过传动杆连接在一起；将楔形块斜面深入滑动头凹槽内，使得传动杆与楔形块的斜面相接触；限位板对称固定于滑动头伸出活动缝部分，用来防止活动头水平运动；

保护外壳端面上固接有弹簧，弹簧另一端呈自由状态与滑动头抵接；

在滑动头的U型板上设有补偿光纤光栅，在悬臂梁上设有传感光纤光栅；将滑动头上开圆孔，用于传感光纤光栅和补偿光纤光栅的尾纤通过圆孔穿出，在尾纤套上光纤松套管。

本实用新型具有的优点是：

1.可对关键部位进行自动实时监测。

将位错计与解调设备连接，可实现施工与运营维护全阶段自动实时监测，结合监测系统可做到超限自动提示预警。

2.良好的环境适应能力。

本实用新型采用光纤布拉格光栅作为传感元件，其具有抗电磁干扰、耐腐蚀、抗老化的特点，将其安置于地下管廊中可以抵抗管廊中通电线路造成的电磁扰动，监测结果真实可靠。同时，采用光纤远距离信号传输，便于监测信号的传递。

3.测量精度可以调节。

通过改变楔形块的倾斜面角度，传感器波长的变化与相对位移的比值发生改变，此外，改变悬臂梁长度与厚度也可以实现上述改变。因此可以灵活地调节传感器测量精度。

4.适用范围广。

通过对传导部分进行改造，以及改变感应部分与传导部分的连接形式，可以制作出适应于各类结构与环境的相对沉降量监测传感器。

本实用新型的相对沉降量传感器结构简单，测量精度高且可调，稳定性好，同时具有温度自补偿功能，响应速度快，抗电磁干扰，具有较好的工程应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构正视图。

图2是本实用新型的内部结构立体图。

图3是本实用新型的内部结构后视图。

图4是本实用新型的滑动头细节图。

图5是本实用新型的应变感应基片细节图。

图6是本实用新型的外部三维示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

图1-6所示。一种楔形结构光纤光栅位错计，包括由滑动头1、悬臂梁2、传感光纤光栅3、补偿光纤光栅4、传动杆5、限位板6、螺栓7、楔形块9、弹簧8、保护外壳10与固定片11；

保护外壳10为矩形盒式，侧壁上设有用于滑动头1伸出的狭长活动缝，保护外壳10内与活动缝对应的一侧固定楔形块8；

滑动头1末端为U型板结构，该U型板卡到楔形块8上；在U型板上通过螺栓固接有两个悬臂梁2；两个悬臂梁2的活动端通过传动杆5连接在一起；将楔形块8斜面深入滑动头1凹槽内，使得传动杆5与楔形块9的斜面相接触；限位板6对称固定于滑动头1伸出活动缝部分，用来防止活动头水平运动；