專利名稱：光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)元件，特別涉及一種光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件。
背景技術(shù)：
橋梁、大壩、地鐵、隧道等重大工程的設(shè)計(jì)使用期限長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，甚至上百年，但在長(zhǎng)期使用中，環(huán)境的侵蝕、材料的老化、以及負(fù)荷作用的疲勞效應(yīng)、各種振動(dòng)效應(yīng)和突發(fā)事件等有害因素的共同作用將導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)的損傷積累和負(fù)荷能力的下降，從而影響其使用壽命，在極端情況下甚至發(fā)生災(zāi)難性的事故。因此，需要對(duì)重要的建筑物的結(jié)構(gòu)的健康進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證該土木工程處于安全使用條件下。傳統(tǒng)的土木工程監(jiān)測(cè)方法有靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試振動(dòng)識(shí)別法、聲發(fā)射法、超聲測(cè)試法、紅外熱像法、脈沖雷達(dá)法和X射線法等多種方法，但這些方法對(duì)整個(gè)工程的完整測(cè)試?yán)щy、成本高、以定性測(cè)試為主，并且不易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，對(duì)于土木工程結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)不能及時(shí)完整的進(jìn)行評(píng)估，具有較大的局限性。光纖傳感技術(shù)的出現(xiàn)及發(fā)展，為土木工程結(jié)構(gòu)的有效監(jiān)測(cè)提供了一種新的手段。 光纖傳感具有比傳統(tǒng)以電荷為基礎(chǔ)傳感裝置更好的特點(diǎn)，如不受電磁干擾、易構(gòu)建分布式、 準(zhǔn)分布式傳感陣列，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。一些橋梁、大壩已經(jīng)開(kāi)始使用光纖型傳感裝置進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)，目前主要以光纖光柵應(yīng)用居多，但也有缺點(diǎn)，主要是成本較高、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量偏少且已貼裝在監(jiān)測(cè)工程的表面為主，這限制了其的推廣使用以及對(duì)工程結(jié)構(gòu)的完整監(jiān)測(cè)。光纖微彎傳感技術(shù)時(shí)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、成本低、易于構(gòu)建傳感陣列的一種光纖傳感裝置，但在缺少即不喪失光纖的敏感性又能保護(hù)光纖的結(jié)構(gòu)時(shí)，其埋入土木工程后生存幾率受到影響，水泥的澆筑、振動(dòng)、腐蝕對(duì)光纖均有影響，且在后續(xù)使用中也容易因斷裂而失效。所以需要一種即能保護(hù)光纖、同時(shí)光纖還保持對(duì)應(yīng)力監(jiān)測(cè)的敏感性的微彎結(jié)構(gòu)， 并且易于埋入土木工程結(jié)構(gòu)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、壽命長(zhǎng)、 靈敏度高、易于埋入工程結(jié)構(gòu)中，成為有效監(jiān)測(cè)土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化的敏感元件。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件， 其特征在于測(cè)試單元、處理單元和位于土木工程結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)管道，且所述管道與外部密封隔絕，在管道內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)曲線型支架和連續(xù)布設(shè)在所述曲線型支架上相對(duì)兩側(cè)的多個(gè)第一 A側(cè)變形齒和多個(gè)第一 B側(cè)變形齒，所述多個(gè)第一 A側(cè)變形齒和多個(gè)第一 B 側(cè)變形齒之間呈交錯(cuò)布設(shè)且二者的頭部間形成供一個(gè)或多個(gè)第一信號(hào)光纖穿過(guò)的曲線型通道，第一 A側(cè)變形齒和第一 B側(cè)變形齒對(duì)應(yīng)布設(shè)在第一信號(hào)光纖兩側(cè)，且曲線型支架上至少兩端固定于管道內(nèi)壁，管道的至少一端與連接有一個(gè)細(xì)管，所述細(xì)管內(nèi)布設(shè)有光纜，且所述光纜一端與管道內(nèi)的第一信號(hào)光纖連接，所述光纜的另一端與測(cè)試單元連接，所述測(cè)試單元與處理單元連接。上述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，所述曲線型支架為曲線型殼體，所述多個(gè)第一 A側(cè)變形齒和多個(gè)第一 B側(cè)變形齒對(duì)應(yīng)布設(shè)在曲線型支架的內(nèi)壁。上述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，所述管道為波紋管狀的結(jié)構(gòu)或所述管道外表面設(shè)置有螺紋或凹槽。上述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，所述曲線型支架為彈簧，第一 A側(cè)變形齒和第一 B側(cè)變形齒對(duì)應(yīng)布設(shè)在彈簧中相鄰相鄰兩圈彈簧絲之間。上述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，所述曲線型支架為波紋管，第一 A側(cè)變形齒和第一 B側(cè)變形齒對(duì)應(yīng)布設(shè)在波紋管的管壁上內(nèi)凹處的相對(duì)兩個(gè)側(cè)面上。上述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，所述曲線型支架為柱體，在柱體的側(cè)壁上分布有縫隙，在縫隙的上下兩側(cè)布設(shè)有相互交錯(cuò)對(duì)應(yīng)的第一 A側(cè)變形齒和第一 B側(cè)變形齒。上述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，在所述曲線型支架上與第一個(gè)信號(hào)光纖并排布設(shè)有第二信號(hào)光纖，所述曲線型支架上連續(xù)布設(shè)有多個(gè)第二 A側(cè)變形齒和多個(gè)第二 B側(cè)變形齒，所述第二信號(hào)光纖夾持在第二 A側(cè)變形齒與第二 B側(cè)變形齒之間，所述第二 A側(cè)變形齒和第二 B側(cè)變形齒沿著曲線型支架每360度為一個(gè)周期，每個(gè)周期的起始點(diǎn)位于曲線型支架上的同一個(gè)方向，并作為零角度，每個(gè)周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的，且不同周期的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢(shì)是一致的，所述第二個(gè)信號(hào)光纖通過(guò)光纜與測(cè)試單元相連接。上述的光纖型土木工程應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，沿著曲線型支架每360度為一個(gè)周期且每個(gè)周期之間沒(méi)有交叉，每個(gè)周期劃分為相同數(shù)量的有限個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)于曲線型支架同一個(gè)方向的每個(gè)周期上的對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變形齒的間距或齒高是相同的。上述的光纖型土木工程應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，所述一個(gè)管道或多個(gè)管道中的多個(gè)曲線型支架串聯(lián)在一根第一信號(hào)光纖上。上述的光纖型土木工程應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，每個(gè)曲線型支架兩端設(shè)置有光反射裝置， 所述光纜與測(cè)試單元之間設(shè)置有光開(kāi)關(guān)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制作簡(jiǎn)便、投入成本低且使用方式靈活、靈敏度高。2、包含光纖的曲線型支架置于密封管道內(nèi)，隔絕了土木工程中水泥、沙土、水份、 振動(dòng)等的侵蝕損壞，同時(shí)曲線型支架與管道內(nèi)壁接觸，管道又埋入混凝土中或與主要鋼筋固定于一體，在混凝土有裂紋或鋼筋出現(xiàn)彎曲時(shí)，管道也彎曲，導(dǎo)致曲線型支架也彎曲，從而改變了曲線型支架包含的信號(hào)光纖的彎曲曲率，達(dá)到檢測(cè)的目的。3、當(dāng)在曲線型支架內(nèi)安置有第二信號(hào)光纖用來(lái)監(jiān)測(cè)彎曲的方向，從而為整個(gè)土木工程結(jié)構(gòu)的檢測(cè)分析提供更全面的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可以更好的進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)分析。4、測(cè)試精度高，安裝布設(shè)方便。5、所述的管道是波紋管型管道或管道外側(cè)表面布設(shè)有螺紋或凹槽，使管道與混凝土能更好的接觸并固化為一個(gè)整體。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，易構(gòu)建傳感陣列，成為有效監(jiān)測(cè)土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化的敏感元件， 具有推廣價(jià)值。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的管道中曲線型殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中曲線型殼體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5中A處的局部放大圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖7中A-A剖面圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明
1-光纜；4-1-第一A側(cè)變形齒;4-2-第一 B側(cè)變形齒
4-3-第二 A側(cè)變形齒；4-4-第二 B側(cè)變形齒；5-測(cè)試單元；
7-處理單元；10-管道；11-扎帶；
12-細(xì)管；13-第二信號(hào)光纖；15-鋼筋；
16-混凝土 ；19-曲線型殼體；33-第一信號(hào)光纖；
35-光開(kāi)關(guān)；36-柱體；37-縫隙；
38-彈簧；40-波紋管；42-管壁；
46-光反射裝置。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1、圖2和圖3所示的一種光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，測(cè)試單元5、處理單元7和位于土木工程結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)管道10，且所述管道10與外部密封隔絕，在管道10內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)曲線型支架和連續(xù)布設(shè)在所述曲線型支架上相對(duì)兩側(cè)的多個(gè)第一 A側(cè)變形齒4-1和多個(gè)第一 B側(cè)變形齒4-2，所述多個(gè)第一 A側(cè)變形齒4-1和多個(gè)第一 B側(cè)變形齒4-2之間呈交錯(cuò)布設(shè)且二者的頭部間形成供一個(gè)或多個(gè)第一信號(hào)光纖33穿過(guò)的曲線型通道，第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2對(duì)應(yīng)布設(shè)在第一信號(hào)光纖33兩側(cè)， 且曲線型支架上至少兩端固定于管道10內(nèi)壁，管道10的至少一端與連接有一個(gè)細(xì)管12，所述細(xì)管12內(nèi)布設(shè)有光纜1，且所述光纜1 一端與管道10內(nèi)的第一信號(hào)光纖33連接，所述光纜1的另一端與測(cè)試單元5連接，所述測(cè)試單元5與處理單元7連接。本實(shí)施例中，曲線型支架為曲線型殼體19，多個(gè)第一 A側(cè)變形齒4-1和多個(gè)第一 B 側(cè)變形齒4-2對(duì)應(yīng)布設(shè)在曲線型支架19的內(nèi)壁上。管道10與混凝土 16中的鋼筋15通過(guò)扎帶11固定在一起，當(dāng)鋼筋15彎曲或混凝土 16有裂紋時(shí)，管道10的形狀也會(huì)發(fā)生改變， 同時(shí)曲線型支架19與管道10內(nèi)壁接觸，導(dǎo)致曲線型殼體19也彎曲變形，從而使布設(shè)于曲線型殼體19內(nèi)的第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2之間的距離改變，導(dǎo)致夾持于第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B兩側(cè)變形齒4-2間的第一信號(hào)光纖33的彎曲曲率變化，使傳輸于第一信號(hào)光纖33內(nèi)的光信號(hào)的功率變化，通過(guò)光纜1測(cè)試單元5測(cè)得該變化信號(hào)并傳遞給處理單元7，處理單元7經(jīng)計(jì)算得到曲線型殼體19的彎曲狀態(tài)，并推算出鋼筋15彎曲大小或混凝土 16裂紋大小，為土木工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。一種優(yōu)選的做法是管道10是波紋管狀的結(jié)構(gòu)或管道10表面有螺紋或凹槽，使管道10能與混凝土 16有更大的接觸面積，使兩者結(jié)合的更緊密，從而使監(jiān)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。所述第一信號(hào)光纖33為外部包有多層保護(hù)層的光纖，所述第一信號(hào)光纖33為外部包有多層光纖保護(hù)層的光纖，如緊套光纖、碳涂覆光纖、聚酰亞胺涂覆光纖等；所述第一信號(hào)光纖33也可以是塑料光纖、多芯光纖、細(xì)徑光纖或光子晶體光纖；或是多根第一信號(hào)光纖33并排夾持在第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2之間，或是多根第一信號(hào)光纖33通過(guò)樹(shù)脂合并為信號(hào)光纖束或信號(hào)光纖帶。所述第一信號(hào)光纖33外部包覆有一層防水材料層，如防水油膏，可進(jìn)一步防止水分子對(duì)第一信號(hào)光纖33的侵蝕，延長(zhǎng)了第一信號(hào)光纖33的使用壽命。實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述曲線型支架為彈簧38，第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2對(duì)應(yīng)布設(shè)在彈簧38中相鄰兩圈彈簧絲之間，且第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2相互交錯(cuò)布設(shè)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3如圖5、圖6所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述曲線型支架為波紋管 40，第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2對(duì)應(yīng)布設(shè)在波紋管40的管壁42上內(nèi)凹處的相對(duì)兩個(gè)側(cè)面上，且第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2相互交錯(cuò)布設(shè)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4如圖7、圖8所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述曲線型支架為柱體36， 在柱體36的側(cè)壁上分布有縫隙37，在縫隙37的上下兩側(cè)布設(shè)有相互交錯(cuò)對(duì)應(yīng)的第一 A側(cè)變形齒4-1和第一 B側(cè)變形齒4-2。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5如圖9所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是在所述曲線型支架19上與第一個(gè)信號(hào)光纖33并排布設(shè)有第二信號(hào)光纖13，以及連續(xù)布設(shè)在所述曲線型殼體19上的多個(gè)第二 A側(cè)變形齒4-3和多個(gè)第二 B側(cè)變形齒4-4，所述第二信號(hào)光纖13夾持在第二 A側(cè)變形齒4-3與第二 B側(cè)變形齒4-4之間，所述第二 A側(cè)變形齒4-3和第二 B側(cè)變形齒4_4沿著曲線型殼體19每360度為一個(gè)周期，每個(gè)周期的起始點(diǎn)位于曲線型殼體19的同一個(gè)方向，并作為零角度，每個(gè)周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的，且不同周期的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢(shì)是一致的，所述第二個(gè)信號(hào)光纖13通過(guò)光纜1與測(cè)試單元5相連接。這樣可以測(cè)試鋼筋15的彎曲的方向或混凝土 16的裂紋方向，為更好的分析土木工程結(jié)構(gòu)的狀態(tài)提供數(shù)據(jù)。一種優(yōu)選的做法是沿著曲線型殼體19每360度為一個(gè)周期且每個(gè)周期之間沒(méi)有交叉，每個(gè)周期劃分為相同數(shù)量的有限個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)于曲線型殼體19同一個(gè)方向的每個(gè)周期上的對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變形齒的間距或齒高是相同的。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6如圖10所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述一個(gè)管道10或多個(gè)管道10 中的多個(gè)曲線型殼體19串聯(lián)在一根信號(hào)光纖33上，并通過(guò)光纜1接測(cè)試單元5，所述測(cè)試單元5優(yōu)選采用OTDR監(jiān)測(cè)儀器，可以同時(shí)測(cè)試多個(gè)曲線型殼體19的狀態(tài)，一種優(yōu)選的做法是在每個(gè)曲線型殼體19兩端安置有光反射裝置46，通過(guò)監(jiān)測(cè)光反射裝置46的反射光的功率大小計(jì)算出每個(gè)曲線型殼體19的損耗，并可以消除光源、探測(cè)器以及光纜1等部分的變化的影響。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例7如圖11所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是光纜1通過(guò)光開(kāi)關(guān)35與測(cè)試單元5連接，光開(kāi)關(guān)35在處理單元7的控制下，分別對(duì)每一個(gè)曲線型殼體19進(jìn)行測(cè)試，達(dá)到對(duì)多個(gè)曲線型殼體19的同時(shí)監(jiān)測(cè)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于測(cè)試單元(5)、處理單元(7)和位于土木工程結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)管道(10)，且所述管道(10)與外部密封隔絕，在管道(10)內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)曲線型支架和連續(xù)布設(shè)在所述曲線型支架上相對(duì)兩側(cè)的多個(gè)第一A側(cè)變形齒(4-1)和多個(gè)第一 B側(cè)變形齒G-2)，所述多個(gè)第一 A側(cè)變形齒(4-1)和多個(gè)第一 B側(cè)變形齒(4- 之間呈交錯(cuò)布設(shè)且二者的頭部間形成供一個(gè)或多個(gè)第一信號(hào)光纖(3 穿過(guò)的曲線型通道，第一 A側(cè)變形齒(4-1)和第一 B側(cè)變形齒(4- 對(duì)應(yīng)布設(shè)在第一信號(hào)光纖 (33)兩側(cè)，且曲線型支架上至少兩端固定于管道(10)內(nèi)壁，管道(10)的至少一端與連接有一個(gè)細(xì)管(12)，所述細(xì)管(1 內(nèi)布設(shè)有光纜(1)，且所述光纜(1) 一端與管道(10)內(nèi)的第一信號(hào)光纖(3 連接，所述光纜(1)的另一端與測(cè)試單元( 連接，所述測(cè)試單元(5)與處理單元(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于所述曲線型支架為曲線型殼體(19)，所述多個(gè)第一 A側(cè)變形齒(4-1)和多個(gè)第一 B側(cè)變形齒(4-2) 對(duì)應(yīng)布設(shè)在曲線型支架(19)的內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于所述管道 (10)為波紋管狀的結(jié)構(gòu)或所述管道(10)外表面設(shè)置有螺紋或凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于所述曲線型支架為彈簧(38)，第一 A側(cè)變形齒(4-1)和第一 B側(cè)變形齒(4- 對(duì)應(yīng)布設(shè)在彈簧(38) 中相鄰相鄰兩圈彈簧絲之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于所述曲線型支架為波紋管(40)，第一 A側(cè)變形齒(4-1)和第一 B側(cè)變形齒(4- 對(duì)應(yīng)布設(shè)在波紋管 (40)的管壁02)上內(nèi)凹處的相對(duì)兩個(gè)側(cè)面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于所述曲線型支架為柱體(36)，在柱體(36)的側(cè)壁上分布有縫隙(37)，在縫隙(37)的上下兩側(cè)布設(shè)有相互交錯(cuò)對(duì)應(yīng)的第一 A側(cè)變形齒G-1)和第一 B側(cè)變形齒0-2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一權(quán)利要求所述的光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于在所述曲線型支架上與第一個(gè)信號(hào)光纖(3 并排布設(shè)有第二信號(hào)光纖(13)，所述曲線型支架上連續(xù)布設(shè)有多個(gè)第二 A側(cè)變形齒(4- 和多個(gè)第二 B側(cè)變形齒0-4)，所述第二信號(hào)光纖(1 夾持在第二 A側(cè)變形齒(4- 與第二 B側(cè)變形齒(4-4)之間，所述第二 A側(cè)變形齒(4- 和第二 B側(cè)變形齒(4-4)沿著曲線型支架每360度為一個(gè)周期，每個(gè)周期的起始點(diǎn)位于曲線型支架上的同一個(gè)方向，并作為零角度，每個(gè)周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的，且不同周期的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢(shì)是一致的，所述第二個(gè)信號(hào)光纖(1 通過(guò)光纜(1)與測(cè)試單元( 相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖型土木工程應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于沿著曲線型支架每360度為一個(gè)周期且每個(gè)周期之間沒(méi)有交叉，每個(gè)周期劃分為相同數(shù)量的有限個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)于曲線型支架同一個(gè)方向的每個(gè)周期上的對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變形齒的間距或齒高是相同的。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖型土木工程應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于所述一個(gè)管道 (10)或多個(gè)管道(10)中的多個(gè)曲線型支架串聯(lián)在一根第一信號(hào)光纖(33)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光纖型土木工程應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，其特征在于每個(gè)曲線型支架兩端設(shè)置有光反射裝置(46)，所述光纜(1)與測(cè)試單元( 之間設(shè)置有光開(kāi)關(guān)(35)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光纖型土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)元件，測(cè)試單元、處理單元和至少一個(gè)管道，管道與外部密封隔絕，在管道內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)曲線型支架和連續(xù)布設(shè)在所述曲線型支架上相對(duì)兩側(cè)的多個(gè)第一A側(cè)變形齒和多個(gè)第一B側(cè)變形齒，多個(gè)第一A側(cè)變形齒和多個(gè)第一B側(cè)變形齒之間呈交錯(cuò)布設(shè)且二者的頭部間形成供一個(gè)或多個(gè)第一信號(hào)光纖穿過(guò)的曲線型通道，曲線型支架上至少兩端固定于管道內(nèi)壁，管道的至少一端與連接有一個(gè)細(xì)管，細(xì)管內(nèi)布設(shè)有光纜，光纜一端與管道內(nèi)的第一信號(hào)光纖連接，所述光纜的另一端與測(cè)試單元連接，所述測(cè)試單元與處理單元連接。本發(fā)明易于埋入工程結(jié)構(gòu)中，成為有效監(jiān)測(cè)土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化的敏感元件。
文檔編號(hào)G01L1/24GK102486420SQ20101057299
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者杜兵 申請(qǐng)人:西安金和光學(xué)科技有限公司