[发明专利]光纤光栅锚索长期工作状态的监测方法及装置

摘要

一种光纤光栅锚索长期工作状态的监测方法，在被监测的锚索中置入光纤光栅；准分布的多个光纤光栅分别感受锚索钢绞线沿线分布各点的应力应变，使其反射光的波长发生改变，改变的反射光经传输光纤从测量现场传出；通过光纤光栅解调器探测其波长改变量的大小，并将之转换成电信号，送至二次仪表；由二次仪表计算出锚索准分布的各个测点的应力应变的大小及整个锚索分布状态。根据该方法设计的监测装置包括多点分布的光纤光栅、传输光纤、光纤光栅解调器和二次仪表，其中，由多个光纤光栅形成一个准分布式光纤光栅传感系统，再通过传输光纤与光纤光栅解调器连接，该光纤光栅解调器通过数据线与二次仪表连接。本发明可对锚索进行长期、稳定、无须定时跟踪的检测。

主权项

1，一种光纤光栅锚索长期整体工作状态的监测方法，其特征在于具体实现步骤是：a、确定锚索的应变分布：依据具体锚索结构和工程应用情况，确定测量点(n)和测量分布方式，粗估各点应变的值，推算整个锚索的应变分布概况；b、确定各测点处光纤光栅的波长：根据粗略的锚索的各点应变分布状态，特别是各点的应变的最大值，将各测点的位置与对应处的光纤光栅的波长相对应(λ1…λn)，且保证各测点的波长值，在各点应变达到最大值的极限情况下，各点的波长分布具有一定的间隔；c、将由所确定的光纤光栅置入每一根需要监测的锚索中；d、确定光纤光栅解调器：依据对应测点最大应变变化值的光纤光栅波长的变化值(Δλ1…Δλn)，和各点的波长分布间隔大小(n×Δλ)，计算出所有测点的波长变化值和间隔值的总和，然后乘以相应的波长余额系数1.2～1.8，确定所需光纤光栅解调器的调制波长范围，并结合锚索所需测量精度，选定相应的光纤光栅解调器；e、确定光纤光栅传感灵敏度系数K，依据光纤光栅在锚索钢绞线定量的方式焊接或粘则，分布方式外置或内嵌，选定灵敏度系数K值，并在二次仪表中进行设置，以便在二次仪表中换算出各种应变的大小；f、锚索整体状态的确定：准分布的多个光纤光栅分别感受锚索钢铰线沿线分布各点的应力应变，使其反射光的波长发生改变，改变的反射光经传输光纤从测量现场传出；通过光纤光栅解调器探测其波长改变量的大小，并将之转换成电信号，送至二次仪表；由二次仪表计算出锚索准分布的各个测点的应力应变的大小，确定锚索整体应变状态分布，并对极限状态进行报警。