[实用新型]土力学光纤传感器

说明书

一种埋于土壤中，用于测量土介质基体形变的土力学光纤传感器。

传统的埋入式光纤传感器采用如下几种形式：内部写入Bragg光纤光栅的一段裸光纤；两端面具有一定反射率的一段光纤；F-P传感器等。使用时，将其埋入以环氧树脂为基体的复合材料中或混凝土的内部，感受并传递它们的形变并被称之为智能结构。当将上述传感器埋入土介质中，由于松散的土介质不能象上述复合材料或混凝土那样牢固地粘结和固化光纤，土壤力学参数的变化也就不能通过光纤传感器传出。

本实用新型的目的是提供一种土力学光纤传感器，可感受和传递土介质基体的变形。

本实用新型的主要构成包括光纤[1]、橡胶保护体[2]、连接器[3]。具有一定厚度的橡胶保护体[2]可保护固结于其中心的光纤[1]，以免在埋入过程中被折断，而外表面上的凸凹结构有助于本传感器与周围土介质的紧密结合与耦连。光纤[1]为标准单模光纤，纤芯与包层的直径为9/125μm，比直径范围为0.5～2cm的橡胶保护体[2]略长，并在端部与标准光纤连接器[3](如FC/PC、ST等)相连，两个端部经抛光处理具有反射光信号的功能。使用时，将具有上述结构的光纤传感器埋入土介质中，露在外面的光纤连接器[3]与测量装置相连。

图1土力学光纤传感器的外观结构示意图

图2土力学光纤传感器的纵横剖面图

   2-a具有分布耦连锚式表面结构的土力学光纤传感器

   2-b具有正弦型表面沟槽结构的土力学光纤传感器

      2-c具有三角型表面沟槽结构的土力学光纤传感器

      2-d具有矩型表面沟槽结构的土力学光纤传感器

下面是本实用新型的最佳实施例：

本实用新型的主要构成包括光纤[1]、橡胶保护体[2]、连接器[3]。如图1所示，光纤[1]为标准单模光纤，两个端部经抛光处理具有反射光信号的功能，内嵌于直径范围为0.5～2cm的较厚的橡胶保护体[2]内，两端装有标准光纤连接器[3](如FC/PC、ST等)。橡胶保护体[2]外表面可具有多种结构，其中图2-a为具有分布耦连锚式表面结构的土力学光纤传感器；图2-b为具有正弦型表面沟槽结构的土力学光纤传感器；图2-c为具有三角型表面沟槽结构的土力学光纤传感器；图2-d为具有矩型表面沟槽结构的土力学光纤传感器。

本实用新型因采用具有各种外表面结构的橡胶作为内嵌式单模光纤的保护体，因而使用时可埋入松散土壤中，能与土介质基体紧密结合，以便更准确地感受和传递土壤形变，提高了光纤传感器的灵敏度和测试精度。