[发明专利]一种安全布设光纤光栅传感器的装置及施工方法

说明书

本发明涉及一种安全布设光纤光栅传感器的装置及施工方法，属于光纤传感器应用技术领域，它包括设置于混凝土结构待监测部位的薄壁保护套管及预留孔道，薄壁保护套管内设有注浆孔和排气孔，薄壁保护套管内壁均匀涂覆脱模剂，光纤光栅传感器穿入薄壁保护套管中，并临时固定其两端，注浆孔用于灌注水泥砂浆。该施工方法，采用先穿束、后灌浆、再浇混凝土的施工工艺，克服混凝土结构工程粗放式的作业环境，实现混凝土用光纤光栅传感器的安全布设施工，大幅降低其损坏、断裂的可能性。而且，光纤光栅传感器直接与水泥砂浆握裹在一起，可直接监测混凝土结构的真实温度、应变等物理量，灵敏度高、监测精度高、效率高，为结构损伤监测及评价提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及混凝土拌合物泵送性能测量技术领域，特别涉及一种安全布设光纤光栅传感器的装置及方法。

背景技术

光纤光栅传感器由于其体积小，重量轻，灵敏度高，耐腐蚀，抗电磁干扰，电绝缘性好，传输损耗小，可实现远距离的监测与传输等优点，在航空航天、土木工程、复合材料、石油化工等诸多领域取得了成功的应用。

土木工程中的结构健康安全监测是光纤光栅传感器应用最活跃的技术领域之一，但由于光纤光栅抗剪能力比较差，在土木工程结构施工这种典型的粗放式作业环境下容易折断，因此，如何保护光纤光栅传感器，使其在浇注、振捣和压模等施工过程中不被冲击损坏，是光纤光栅传感器成功应用于结构健康安全监测的关键。

传统基片式、管式、聚合物封装等封装方式，不仅会在一定程度上影响光纤光栅对温度、应变等的响应灵敏度，而且保护效果难以保证。部分学者提出采用抽管法来布设光纤传感探头，这类方法的关键核心在于拔管时机的选择，选择在混凝土凝结且管内注浆之前拔管，因此抽管后混凝土由于自重极有可能直接(若压浆不及时)或者冲破软弱水泥浆层(压浆过程中)，压在传感器上面，导致光纤光栅传感探头被混凝土压断的风险。

因此，有必要研究一种安全布设光纤光栅传感器的装置及施工方法，从而满足混凝土结构工程施工需要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种安全布设光纤光栅传感器的装置及施工方法，实现混凝土用光纤光栅传感器的安全布设，满足混凝土结构工程施工与长期高精度健康安全监测需要。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种安全布设光纤光栅传感器的装置，包括设置于混凝土结构待监测部位的薄壁保护套管及预留孔道，所述薄壁保护套管内设有注浆孔和排气孔，所述薄壁保护套管内壁均匀涂覆脱模剂，所述光纤光栅传感器穿入所述薄壁保护套管中，并临时固定其两端，所述注浆孔用于灌注水泥砂浆。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果如下：

(1)本发明提供的安全布设光纤光栅传感器的装置和施工方法，采用先穿束、后灌浆、再浇混凝土的施工工艺，克服混凝土结构工程粗放式的作业环境，实现混凝土用光纤光栅传感器的安全布设施工，大幅降低其损坏、断裂的可能性。

(2)本发明提供的安全布设光纤光栅传感器的装置和施工方法，光纤光栅传感器直接与水泥砂浆握裹在一起，可直接监测混凝土结构的真实温度、应变等物理量，灵敏度高、监测精度高、效率高，为结构损伤监测及评价提供技术支撑。

(3)本发明提供的安全布设光纤光栅传感器的装置和施工方法，通过在薄壁保护套管上预先布设注浆孔及排气孔，可有效保证注浆效果及其施工效率。

(4)本发明提供的安全布设光纤光栅传感器的装置和施工方法，通过在混凝土结构待监测的部位穿入薄壁保护套管，为注浆施工提供作业空间，对强度、刚度要求不高，因此，选择范围广、对节约成本有利。

进一步地，所述脱模剂为润滑油。通过在薄壁保护套管内壁涂抹薄层脱模剂，方便注浆孔内的水泥砂浆凝结后薄壁保护套管的拔除，而且不会损害光纤光栅传感器。