專利名稱：具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光纖傳感器，尤其涉及用于橋梁、樓宇等土木工程結(jié)構(gòu)的應變監(jiān)測的光纖敏感元件。
背景技術(shù)：
橋梁、樓宇等大型土木工程結(jié)構(gòu)由于暴露在自然環(huán)境中，受各種荷載作用而面臨疲勞、磨耗、腐蝕、材料老化等強度和耐久性問題。如果不及時進行必要的維修和管理，不但由于損傷累積、抗力衰退等影響其結(jié)構(gòu)的使用壽命，而且還會因過度的損傷使得結(jié)構(gòu)喪失承載能力，發(fā)生突發(fā)性失效破壞的重大事故。因此，為了保障土木工程結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性，需要采用有效的手段來監(jiān)測和評估服役結(jié)構(gòu)的損傷程度及安全狀態(tài)。對土木工程結(jié)構(gòu)的動態(tài)應變進行監(jiān)控，可獲得結(jié)構(gòu)的應力應變狀態(tài)信息，掌握工程結(jié)構(gòu)在各種交通荷載、自然荷載包括風荷載、溫度荷載、地震荷載等作用下控制截面的受力狀況和動力特性，從而對結(jié)構(gòu)的損傷、病害進行診斷分析其安全性。對結(jié)構(gòu)進行動態(tài)應變監(jiān)控首先需要在結(jié)構(gòu)表面或內(nèi)部安裝傳感器。常用的傳感器有電阻應變片、壓電敏感元件、 光纖等。光纖具有優(yōu)良的可埋入性，能集信息傳輸與感知于一體，加之因其抗電磁干擾所固有的安全性，使得光纖智能傳感結(jié)構(gòu)的應用非常廣泛，如在房屋、橋梁和提壩等土木建筑的火情探測、水情探測和結(jié)構(gòu)監(jiān)控以及飛機和飛船等飛行器的狀態(tài)監(jiān)測和損傷評估方面均有應用。但現(xiàn)有的光纖感知頭大都直接裸露地粘貼或預埋在被測工程結(jié)構(gòu)物體上，光纖不可避免地受到外力牽拉作用，長期以往形成光纖應力疲勞，極容易導致光纖破損甚至斷裂，造成光纖的感知和傳輸失效；而直接包埋于土木工程結(jié)構(gòu)中，光纖又容易受到混凝土的直接擠壓和侵蝕，不利于信息數(shù)據(jù)的感知和采集。因此現(xiàn)有裸露預埋和粘貼的光纖傳感結(jié)構(gòu)，很容易受外界環(huán)境的干擾，直接影響光纖傳感器檢測數(shù)據(jù)的準確性和使用壽命。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種抗外力效果好、檢測數(shù)據(jù)準確的具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)，包括光纖，所述光纖上包覆有玻鋼護層。在本實用新型的光纖傳感結(jié)構(gòu)中，由于光纖包覆于玻鋼護層中，光纖并不直接裸露或直接預埋于混凝土等土木工程結(jié)構(gòu)內(nèi)，這樣一方面當受外力作用時，護層承受著牽伸力和擠壓力的作用，而光纖不受外力影響，從而避免光纖的破損和斷裂，保證了光纖數(shù)據(jù)的有效感知和傳輸；另一方面這種光纖結(jié)構(gòu)在使用中不受外界環(huán)境的影響，避免了被測結(jié)構(gòu)物體對光纖的直接擠壓和侵蝕，不僅提高了數(shù)據(jù)感知和傳輸?shù)臏蚀_性，而且大大延長了光纖傳感結(jié)構(gòu)的使用壽命。同時這種光纖傳感結(jié)構(gòu)整體強度高，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定可靠，便于預埋于實際的土木工程結(jié)構(gòu)中，尤其是鋼混結(jié)構(gòu)中，具有檢測數(shù)據(jù)準確、抗外界干擾能力強的優(yōu)勢。本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述光纖采用空心光纖結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使光纖性能不受纖芯材料特性限制，大大降低了光纖材料特性對光學性質(zhì)和光纖性能影響，使用范圍更廣。本實用新型的又一種優(yōu)選實施方式，所述玻鋼護層的截面采用圓形、橢圓形或矩形截面結(jié)構(gòu)。該種截面結(jié)構(gòu)形式，能適用于對各種復雜工程結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)一種具體實施方式
的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1 一玻璃纖維、2—光纖、3—玻鋼護套、4一玻璃鋼樹脂。
具體實施方式
圖1示出了本實用新型的一種截面結(jié)構(gòu)，該實施例中光纖2采用空心光纖，光纖2 的外周包覆有玻鋼護層3，該玻鋼護層3由玻璃纖維1和玻璃鋼樹脂4構(gòu)成。玻璃鋼既具有良好的耐熱、耐腐蝕等性能，適于各種惡劣的使用環(huán)境，又具有質(zhì)量輕、承載能力強、制造成本低、成型性能好的優(yōu)點。制作時，先將光纖2預埋在玻璃纖維結(jié)構(gòu)里，再以玻璃樹脂4擠壓成圓形截面結(jié)構(gòu)。使用時將本實用新型的光纖傳感結(jié)構(gòu)預埋或直接粘貼于實際的土木工程結(jié)構(gòu)上，如常見的混凝土或鋼混結(jié)構(gòu)中。在上述實施例中，光纖2不限于空心光纖，也可以是實心光纖；其光纖傳感結(jié)構(gòu)的玻鋼護層截面也不限于圓形，還可以是橢圓形或矩形等截面結(jié)構(gòu)；其長度則取決于傳感結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境。因此只要在光纖外周包覆有玻璃鋼護層均落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)，包括光纖(2)，其特征在于所述光纖(2)上包覆有玻鋼護層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光纖(2) 采用空心光纖結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)，其特征在于所述玻鋼護層(3)的截面采用圓形、橢圓形或矩形截面結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種具有玻璃鋼護層的光纖傳感結(jié)構(gòu)，包括光纖，所述光纖上包覆有玻鋼護層。所述光纖采用空心光纖結(jié)構(gòu)。所述玻鋼護層的截面采用圓形、橢圓形或矩形截面結(jié)構(gòu)。該光纖傳感器抗外力效果好，檢測數(shù)據(jù)安全準確，便于使用和安裝，廣泛適用于各種土木工程結(jié)構(gòu)的健康狀況監(jiān)測。
文檔編號G01B11/16GK202255429SQ20112030560
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者周晚林, 唐愛霞, 徐清華, 方宏家, 王侖 申請人:南京建輝復合材料有限公司