堤壩性態(tài)感知光纖彎曲曲率控制與量測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堤壩性態(tài)感知光纖彎曲曲率控制與量測裝置及方法，屬于水工安全監(jiān)測領域。
【背景技術】
[0002]隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和科學技術的進步，對涉及國計民生的重大基礎設施和工程等的安全越來越重視、要求越來越高，諸如光纖等新技術、新方法、新裝置在實際工程應用中得到了大力推廣。
[0003]光纖傳感技術作為一種多學科交叉的新型技術，由于其良好的力學性能及低廉的生產(chǎn)成本，在水工安全監(jiān)測領域獲得了極大的關注，但在實際工程應用中，常出現(xiàn)所鋪設光纖由于不合適的彎曲度或彎曲段未獲得有效保護而致使監(jiān)測精度降低或者測值失真嚴重、甚至無法獲取測值；不恰當?shù)墓饫w布設導致其不符合工程結構尺寸及施工布置等要求，且造成不必要的浪費。
[0004]大量室內(nèi)實驗和工程實際應用案例均表明，傳感光纖的布設，特別是光纖彎曲曲率半徑的合理調(diào)整及控制，已成為影響其監(jiān)測精度、使用壽命以及施工進度等的重要技術問題，成為了阻礙該項技術在堤壩等實際工程中廣泛應用及推廣的重要因素，為此，迫切需要研制一種適應能力強、便于操作的光纖彎曲曲率控制與量測裝置和方法，以盡量減少對鋪設人員的依賴，提高鋪設傳感光纖的成活率，增加傳感光纖的服役壽命，更加高效、準確的感知堤壩性態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種堤壩性態(tài)感知光纖彎曲曲率控制與量測裝置及方法，通過垂直設置第一半徑尺和第二半徑尺，高精度量測和方便控制待布設光纖的彎曲曲率半徑。
[0006]技術方案:為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種堤壩性態(tài)感知光纖彎曲曲率控制與量測裝置，包括彎曲臺和位于彎曲臺上的導引道，所述導引道的中部設有導引槽，導引槽內(nèi)安裝有待布設光纖，導引道包含第一直線段、第二直線段和連接第一直線段與第二直線段的彎曲段，所述第一直線段通過若干組第一鎖緊裝置固定在彎曲臺上，彎曲段中部內(nèi)側與變徑臺連接，變徑臺一端與變徑連柱連接，變徑連柱穿過圓導臺，圓導臺的兩側設有與圓導臺螺紋連接的圓連柱，圓連柱與圓連柱柄連接，變徑臺另一端與頂端設有圓弧的松固塞連接，松固塞設有導引道穿過的導引孔，導引孔內(nèi)設有推板，推板與推桿連接，推桿與松固塞螺紋連接；所述第二直線段上安裝有第二鎖緊裝置，第二鎖緊裝置底部延伸有凸臺，凸臺截面為夾角為45°的平行四邊形，在彎曲臺上設有與第一直線段和第二直線段夾角為45°的導軌槽，凸臺沿導軌槽移動，在彎曲臺上與第二直線段平行的設有豎直刻度，豎直刻度的零點為待布設光纖與最靠近彎曲段的第一鎖緊裝置的交點，導軌槽的起點位于豎直刻度的零點，在彎曲段與第一直線段相交處設有與彎曲段相切的第一半徑尺，在彎曲段與第二直線段相交處設有與彎曲段相切的第二半徑尺。
[0007]作為優(yōu)選，所述第一半徑尺末端內(nèi)套有第一半徑縮尺，第二半徑尺末端內(nèi)套有第二半徑縮尺。
[0008]作為優(yōu)選，所述第一鎖緊裝置包含第一連導臺、與第一連導臺螺紋連接的第一鎖緊桿和第一把手，所述第一連導臺為長方體塊，在第一連導臺的下方設有導引道穿過的第一凹槽，第一凹槽內(nèi)設有位于導引道上方的第一壓板，第一鎖緊桿的下方與第一壓板連接，第一鎖緊桿的上方安裝有第一把手。
[0009]作為優(yōu)選，所述第二鎖緊裝置包含第二連導臺、與第二連導臺螺紋連接的第二鎖緊桿和第二把手，在第二連導臺的下方設有導引道穿過的第二凹槽，第二凹槽內(nèi)設有位于導引道上方的第二壓板，第二鎖緊桿的下方與第二壓板連接，第二鎖緊桿的上方安裝有第二把手，第二連導臺下方延伸有凸臺，第二連導臺兩側延伸有凸耳。
[0010]作為優(yōu)選，所述導引道由柔性塑料制成。
[0011]一種上述的堤壩性態(tài)感知光纖彎曲曲率控制與量測裝置的工作方法，包括以下步驟:
[0012]第一步，裝配各組件，將彎曲臺安裝于待彎曲區(qū)域，將待布設光纖穿過導引道，使用兩組第一鎖緊裝置將導引道的第一直線段固定于彎曲臺上，轉(zhuǎn)動第一鎖緊桿，固定待布設光纖，最靠近彎曲段的第一鎖緊裝置的右端與豎直刻度對齊；
[0013]第二步，將第二鎖緊裝置套在導引道上，折彎導引道，根據(jù)待布設光纖需要的彎曲曲率半徑，通過豎直刻度大概地將第一鎖緊裝置放入到導軌槽中，在彎曲段與第一直線段相交處布置與彎曲段相切的第一半徑尺，在彎曲段與第二直線段相交處布置與彎曲段相切的第二半徑尺，根據(jù)第一半徑尺和第二半徑尺的交匯點，讀出第一半徑尺的讀數(shù)；
[0014]第三步，轉(zhuǎn)動圓連柱，松開變徑連柱，移動變徑連柱和第二鎖緊裝置，使得第一半徑尺和第二半徑尺的讀數(shù)為待布設光纖曲率半徑值；
[0015]第四步，轉(zhuǎn)動圓連柱，鎖緊變徑連柱，轉(zhuǎn)動推桿，通過推桿的移動帶動推板與導引道充分接觸，固定導引道，安裝凸耳通過螺釘將第二鎖緊裝置固定在彎曲臺上，轉(zhuǎn)動第二鎖緊桿，固定待布設光纖。
[0016]有益效果:本發(fā)明的一種堤壩性態(tài)感知光纖彎曲曲率控制與量測裝置及方法，通過垂直設置第一半徑尺和第二半徑尺，將待布設光纖的曲率半徑轉(zhuǎn)化為第一半徑尺的讀數(shù)，解決了光纖彎曲損耗過大或者彎曲布設不符工程結構尺寸及施工布置等問題，可以根據(jù)擬設定的彎曲曲率半徑進行自行調(diào)節(jié)及控制，極大地降低了監(jiān)測成本，保證了監(jiān)測可靠性及準確性，在工程實用化等方面具有突出優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0018]圖2為圖1中的第一鎖緊裝置的結構示意圖；
[0019]圖3為圖1中的第二鎖緊裝置的主視結構示意圖；
[0020]圖4為圖3中的第二鎖緊裝置的背視結構示意圖；
[0021]圖5為圖1中松固塞的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0023]如圖1至圖5所示，本實施例為在一堤壩結構的矩形水平斷面上布設本裝置，考慮結構斷面的形狀，確定使用本裝置的個數(shù)為2個，分別固定在矩形斷面的兩個頂角處，考慮所在結構斷面的尺寸為6mX 10m，確定待彎曲的擬布設光纖2彎曲曲率半徑為0.5m，使用R= L*ctan(0/2)公式，Θ為第一半徑尺5與第二半徑尺9的夾角，本發(fā)明中Θ為90°，R為待布設光纖2所要求的彎曲曲率半徑，L為第一半徑尺5與第二半徑尺9所需要固定的刻度，得出L = R*tan ( Θ /2)，即L = 0.5m*tan (45° )，得出L = 0.5m，計算得出每一個角上的第一半徑尺5與第二半徑尺9的刻度固定為0.5m，由于兩頂角處裝置的安裝及布置流程完全一樣，據(jù)此，僅對某一角進行詳細說明:
[0024]本彎曲臺I的尺寸為0.8m長、0.8m寬、0.2m高，導引道3中的第一直線段為0.1m,
第二直線段為0.lm，第一直線段通過兩組第一鎖緊裝置4固定在彎曲臺I上，第一鎖緊裝置4包含第一連導臺41、與第一連導臺41螺紋連接的第一鎖緊桿42和第一把手43，所述第一連導臺41為長方體塊，在第一連導臺41的下方設有導引道穿過的第一凹槽，第一凹槽內(nèi)設有位于導引道上方的第一壓板44，第一鎖緊桿42的下方與第一壓板44連接，第一鎖緊桿42的上方安裝有第一把手43，通過轉(zhuǎn)動第一鎖緊桿42帶動第一壓板44上下移動，從而壓緊第一直線段上的待布設光纖2。彎曲段中部內(nèi)側與變徑臺6連接，變徑臺6 —端與變徑連柱12連接，變徑連柱12穿過圓導臺19，圓導臺19的兩側設有與圓導臺19螺紋連接的圓連柱14，圓連柱14與圓連柱柄13連接，變徑臺6另一端與頂端設有圓弧18的松固塞連接，松固塞設有導引道3穿過的導引孔17，導引孔17內(nèi)設有推板16，推板16與推桿15連接，推桿15與松固塞螺紋連接，推桿15的移動帶動推板16移動。第二直線段上安裝有第二鎖緊裝置10，第二鎖緊裝置10包含第二連導臺101、與第二連導臺101螺紋連接的第二鎖緊桿105和第二把手106，在第二連導臺101的下方設有導引道3穿過的第二凹槽，第二凹槽內(nèi)設有位于導引道3上方的第二壓板102，第二鎖