[发明专利]一种克服重力影响的光纤光栅伸缩缝测量方法

说明书

本发明公开了一种克服重力影响的光纤光栅伸缩缝测量方法，在指定混凝土构件上垂直安装两平行导轨，在导轨上滑动安装光纤光栅检测模块，将光纤光栅检测模块安装在驱动模块一侧，调节第一光纤光栅处于紧绷的状态；驱动模块带动光纤光栅检测模块沿导轨垂直移动，在指定位置解调器采集此处的第一光纤光栅、第二光纤光栅的中心波长移偏移量数据；裂缝宽度与第一光纤光栅的波长偏移量的关系。本申请的方法的光纤光栅检测模块不受重力影响，能自动检测垂直区域多处位置的裂缝情况，检测范围更大，能有效避免漏检；同时采用驱动卷盘、钢丝绳，可以让光纤光栅检测模块稳定的悬停在任意高度位置力。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种克服重力影响的光纤光栅伸缩缝测量方法。

背景技术

大型土木工程结构的健康监测对其的长期安全运行有重要的意义，而裂缝是其中最令人关注的、首要的质量问题，尤其在混凝土结构中防裂缝是施工的基本要求。混凝土裂缝超过0.2-0.4mm，就可能由于混凝土内部钢筋的腐蚀导致结构的使用寿命缩短。大到1-2mm宽的裂缝则可能由于长期过载直接导致结构严重破坏，给人民生命财产造成了重大的损失。这表明大型土木结构的裂缝监测必不可少。

现有技术：对混凝土结构的裂缝进行评估，其传统方法包括直接观察法、敲击回波法、声发射探伤法以及红外热成像法等。这些方法不能直接测量出裂缝的宽度，属点式监测。目前，普通电式、振弦式微位移传感器安装在结构上，可以短期或者长期测量结构在各种荷载下的位移，以分析结构的受力状况。

现有技术的缺点：电式位移传感器容易受到电磁干扰、测量信号不稳定，振弦式位移传感器长期使用时会产生徐变、长期稳定性差等。测量需要人为操作，很难测量难以到达部位的裂缝宽度；而且不能实时自动测量裂缝，存在较大的安全隐患。现有的光纤光栅缝隙测试装置，只能测试固定某一较小垂直区域的数据，而铺设多个设备，既会大幅增加成本，同时施工调试的时间也会大幅增加。而对于部分混凝土结构其容易在垂直方向出现裂缝，如何全面对垂直方向的区域裂缝进行检测是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种能测垂直方向多处缝隙的克服重力影响的光纤光栅伸缩缝测量方法。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种适用于垂直方向的光纤光栅测量装置，包括轨道、光纤光栅检测模和驱动模块，所述轨道为柔性结构，所述轨道通过粘接等方式固定在混凝土构件上，所述驱动模块能驱动测量沿轨道在垂直方向上下滑动，静止时，驱动模块能平衡光纤光栅检测模垂直方向的重力。

作为优选，光纤光栅检测模包括外壳、矩形杆件、中心柱、第一光纤光栅、第二光纤光栅和复位弹簧，所述壳体内壁上设置有限位器，所述矩形杆件通过滑轮活动式安装在限位器之间，所述矩形杆件之间通过拉杆连接，所述中心柱一侧安装有与轨道匹配的滑槽，所述中心柱另一端与拉杆铰接，所述中心柱中部通过固定螺丝和弹簧活动安装在外壳上；

所述第一光纤光栅和第二光纤光栅分别与调解器连接，所述第一光纤光栅另一端与矩形杆件连接，所述第二光纤光栅中部安装在壳体内的悬臂梁上。

作为优选，所述驱动模块为驱动卷盘，所述光纤光栅检测模块两端均上连接有牵引钢丝，所述牵引钢丝另一端均连接至驱动卷盘；

所述轨道一侧还设置有导向轮，所述牵引钢丝通过导向轮转向。

作为优选，所述驱动模块包括驱动电机和齿条，所述齿条安装在轨道中部，所述驱动电机通过齿轮组与齿条啮合。

作为优选，所述第一光纤光栅和第二光纤光栅均采用单模光纤ITU-T G.657，应变范围为0-1％。

一种适用于垂直方向的光纤光栅伸缩缝测量方法，具体步骤如下：