[发明专利]一种可重复使用的埋入式光栅测量装置

说明书

本发明属于及光纤光栅传感器技术领域，更具体地，涉及一种可重复使用的埋入式光栅测量装置；包括光纤光栅串，所述的光纤光栅串由若干个光纤光栅串联而成；还包括形状记忆合金块、通电线圈和PVC绝缘胶套，所述的PVC绝缘胶套包裹在形状记忆合金块表面；所述的通电线圈预埋于形状记忆合金内部，通电线圈的两端伸出形状记忆合金外；所述的光纤光栅串上间隔套设有多个形状记忆合金。本发明提供的一种可重复使用的埋入式光栅测量装置，通过在光纤光栅串上设置形状记忆合金，制作时应受热压缩，恢复常温时膨胀，便于装配和拆卸，可重复性使用。

技术领域

本发明属于及光纤光栅传感器技术领域，更具体地，涉及一种可重复使用的埋入式光栅测量装置。

背景技术

光纤光栅在结构健康监测的应用中，如何高效使用光纤光栅传感器一直是研究的热点和难点。光纤光栅传感器价格高昂，在实验室中使用或工程实际中应用时需实现对传感器的重复使用。由于现有研究主要使用高强材料对光纤光栅进行封装，所以表面粘贴的光纤光栅传感器经过特殊封装或机械锚固后回收率可以达到90%，而经过封装的埋入式的光纤光栅传感器回收率仍不足30%，单测点的光纤光栅传感器造价上百元人民币，严重浪费财力物力。因此，需要对埋入式的光纤串进行加工处理，确保在混凝土结构内部埋入光纤光栅串后，能够提高其回收率，从而降低成本。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种可重复使用的埋入式光栅测量装置，可埋入待测结构内的预留管道中，且可随时拆卸，重复使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可重复使用的埋入式光栅测量装置，包括光纤光栅串，所述的光纤光栅串由若干个光纤光栅串联而成；还包括形状记忆合金块、通电线圈和PVC绝缘胶套，所述的PVC绝缘胶套包裹在形状记忆合金块表面；所述的通电线圈预埋于形状记忆合金块内部，通电线圈的两端伸出形状记忆合金块外；所述的光纤光栅串上间隔套设有多个形状记忆合金块。

本发明基于现有的串联光纤光栅进行改进设计，利用形状记忆合金块在不同温度下的形状记忆功能，先将大小相等的形状记忆合金块均匀布置在光纤光栅串上，再通过通电线圈改变形状记忆合金块的温度，即可将光纤光栅串通过摩擦力固定在预留于混凝土结构的薄壁管道内，此外，可以随时拆卸或加固光纤光栅串，以达到监测混凝土内部应变的目的。

在本发明中，形状记忆合金块为可拆卸式固定于光纤光栅串上，适用于多通道且不同传感器密度的形式，可用于中型结构内部应变监测。

进一步的，所述的形状记忆合金块套设于相邻两个光纤光栅之间；每相邻两个形状记忆合金块的间隔距离不低于5cm。

进一步的，还包括PVC板，多个形状记忆合金块均固定在PVC板上，且光纤光栅串处于拉伸状态。光纤光栅串处于拉伸状态可更精确的测量。

进一步的，所述的形状记忆合金块的中部设有通孔，在通孔内设有绝缘陶瓷管，所述的光纤光栅穿设于绝缘陶瓷管内；在光栅光纤与绝缘陶瓷管之间填充有隔热石棉。通电线圈在通电状态下给形状记忆合金块加热，使形状记忆合金块受热发生形变；设置绝缘陶瓷管和隔热石棉，可以隔绝温度，避免在加热过程中光纤光栅串也受热，而造成干扰；另外，绝缘陶瓷也起到了保护光纤光栅串的作用，避免形状记忆合金块受热形变时，对光纤光栅串造成损坏。

作为优选的，所述的通电线圈螺旋缠绕于形状记忆合金块内部。通电线圈螺旋盘绕在形状记忆合金块内，加热效果更好。

作为优选的，所述的通电线圈的缠绕圈数不低于10圈。通电线圈的圈数越多其加热效果越好。