[发明专利]基于OFDR的损伤检测方法

说明书

本发明公开了一种基于OFDR的损伤检测方法，包括以下步骤：将一根传感光纤预拉后，分两路平行布设在待测结构件上，一路全胶固定，另一路间隔点胶固定；通过单模跳线将传感光纤连接到OFDR装置信号输入端口；对待测结构件施加外力，OFDR装置获取并解调传感光纤中瑞利散射谱频移量，得到传感光纤所受应变，通过分析和处理，建立结构件位置‑应变关系，生成结构件应变状况示意图；根据结构件应变状况示意图直观获取损伤位置。本发明间接由光纤的应变获取结构件每一位置的应变，利用损伤部位的应力突变现象准确定位损伤，提高测量精度。

技术领域

本发明涉及损伤检测领域，尤其涉及一种基于OFDR的损伤检测方法。

背景技术

随着社会经济的发展，各式各样用材新颖、设计复杂的结构件在土木结构、航空航天、制造加工等领域得到了广泛的使用且日渐向着大型化、复杂化的方向发展。由于材料自身、加工、设计等方面不可避免的缺陷，或者环境侵蚀、长期荷载加持等外界因素的综合作用，导致各类结构件存在不同程度的损伤，直接关系其安全性和可靠性。如大型土木工程中，混凝土构件的初始裂纹一般十分微小，不易被察觉。随着使用时间的推移，反复荷载、温度变化等因素影响，裂纹不断地拓展、累积，在无人为修补的情况下，造成了路面凹陷、桥面坍塌等恶劣后果。因此，对结构件损伤的预警、定位与诊断评估显得十分重要。

目前有很多检测技术、设备可以进行损伤识别、评估，大致可以分为有损检测和无损检测。传统的有损检测技术具有一定的破坏性，它是以损伤结构为目的，获取不同损伤形式的极限指标。有损检测除手段复杂、耗时多外，往往不能完全模拟实际使用中造成损伤的环境和损伤形成的过程，从而逐渐被淘汰，无损检测成为了当前检测技术的研究热点。光电成像法、射线检测法、红外检测法、超声波法等是目前较为成熟的无损检测手段，这些手段有效解决了检测对构件带来的永久性损伤，能够较快的获取损伤的出现和位置信息，结合损伤演变模型及合适的理论算法能达到较好的检测效果，但是仍然存在很多共同的局限：(1)检测范围有限，对一些小型、有规则的结构有较好的损伤识别效果，对一些大型、设计复杂的结构某些部位难以达到，无法进行全面的检测；(2)属于定期检测的方法，不能及时发现间隔期内的损伤；(3)检测过程繁琐，损伤识别灵敏度过低，无法应用于对损伤破坏响应速度较为迅速的领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中结构件损伤检测灵敏度低、检测范围小等缺陷，提供一种检测精度高，检测范围广的基于OFDR的损伤检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种基于OFDR的损伤检测方法，包括以下步骤：

将一根传感光纤预拉后，至少分两路平行布设在待测结构件上，一路全胶固定，另一路间隔点胶固定；

通过单模跳线将传感光纤连接到OFDR装置信号输入端口；

对待测结构件施加外力，OFDR装置获取并解调传感光纤中瑞利散射谱频移量，得到传感光纤所受应变，通过分析和处理，建立结构件位置-应变关系，生成结构件应变状况示意图；

根据结构件应变状况示意图直观获取损伤位置。

接上述技术方案，所述传感光纤为包括G652.D、聚酰亚胺光纤的各类涂覆层，或者特定结构的单模光纤。

接上述技术方案，在待测结构件上刻槽，传感光纤埋入刻槽内。

4.根据权利要求1所述的基于OFDR的损伤检测方法，其特征在于，传感光纤贴合在待测结构件表面。

接上述技术方案，传感光纤与待测结构件贴合所用胶水包括各类室温速干胶水及各类耐高温、低温胶。

接上述技术方案，点胶间隔为5-15cm。

接上述技术方案，在待测构件表面积较大时，传感光纤预拉后以“S”型走向分别沿横向、纵向均匀布设，形成光纤网络。