一種測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的fbg傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)，具體涉及一種測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的FBG傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土是一種由水泥、砂、石、水、空氣、化學(xué)外加劑等物質(zhì)組成的多相復(fù)合材料，其性能復(fù)雜，通常連續(xù)暴露在惡劣的環(huán)境(如凍融、干濕變化)里或在荷載作用下易發(fā)生變形甚至開裂。裂縫是混凝土老化和病變的表現(xiàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)的危害較大。嚴(yán)重的裂縫會(huì)惡化混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，破壞其整體性和抗?jié)B性。進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期耐久性。細(xì)微的裂縫不僅能影響結(jié)構(gòu)的美觀，甚至演化為嚴(yán)重裂縫。因此，對(duì)裂縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)非常必要，尤其是混凝土內(nèi)部的變形監(jiān)測(cè)。
[0003]混凝土變形監(jiān)測(cè)研究更多的偏重于結(jié)構(gòu)的表面，在混凝土表面粘貼裸光柵以及安裝封裝后的傳感器，但裸光柵較脆，且測(cè)量量測(cè)有限;封裝后的傳感器也只是測(cè)量混凝土的表面，對(duì)內(nèi)部的測(cè)試能力有限。
[0004]蘇州南智傳感公司設(shè)計(jì)的混凝土內(nèi)部FBG應(yīng)變計(jì)采用單點(diǎn)測(cè)試，將光柵粘貼的柔性鋼材表面，測(cè)量鋼材的變形以獲取混凝土的應(yīng)變。但這樣的設(shè)計(jì)難以滿足長(zhǎng)標(biāo)距連續(xù)測(cè)量，而且由于光柵粘貼的鋼材表面，獲取的應(yīng)變數(shù)據(jù)并非混凝土的真實(shí)應(yīng)變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的FBG傳感器，解決了混凝土內(nèi)部變形的準(zhǔn)確測(cè)量及開裂監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的FBG傳感器，所述FBG傳感器設(shè)置在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，包括FBG光柵串、M個(gè)固定端子和N根毛細(xì)鋼管，其中2，N21，固定端子和毛細(xì)鋼管間隔布置，兩者端部相接觸，F(xiàn)BG光柵串貫穿N根毛細(xì)鋼管和位于毛細(xì)鋼管端部的固定端子。
[0007]所述毛細(xì)鋼管為外壁帶螺紋的毛細(xì)鋼管。
[0008]所述FBG光柵串由一根完整的光纖構(gòu)成，在光纖上刻寫若干個(gè)光柵，光柵懸空置于毛細(xì)鋼管內(nèi)。
[0009]所述固定端子為圓柱體，沿中心軸線設(shè)有通孔，任意一端車有平面，所述平面位于通孔下方，且平面與通孔相切，F(xiàn)BG光柵串穿過(guò)所述通孔，與平面固連。
[0010]所述固定端子任意一端車有平面，所述平面長(zhǎng)度為固定端子長(zhǎng)度的1/3?4/5。
[0011 ] 所述通孔直徑與FBG光柵串的直徑相同。
[0012]一種測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的FBG傳感器，還包括保護(hù)套管，保護(hù)套管將固定端子包裹，保護(hù)套管一端固定在固定端子一側(cè)的毛細(xì)鋼管上，一根毛細(xì)鋼管有且僅固定一個(gè)保護(hù)套管。
[0013]所述保護(hù)套管長(zhǎng)度大于固定端子長(zhǎng)度。
[0014]所述FBG光柵串中的相鄰的兩個(gè)光柵間距等于相鄰的兩個(gè)光柵之間的固定端子的長(zhǎng)度與光柵至上述固定端子端部的距離之和。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(I)采用FBG光柵串，F(xiàn)BG光柵串抗電磁干擾、耐腐蝕、靈敏度高、可分布成網(wǎng)。
[0016](2)可埋入混凝土內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土內(nèi)部裂縫寬度測(cè)量。
[0017](3)通過(guò)設(shè)置若干個(gè)毛細(xì)鋼管和固定端子，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形的多點(diǎn)多間距實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0018](4)制作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一種測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的FBG傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的固定端子放大示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的FBG光柵串的放大示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1中FBG光柵串上光柵位置示意圖。
[0023]圖5為圖4中光柵測(cè)得的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的數(shù)據(jù)圖，其中(a)為I號(hào)位置測(cè)得的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的數(shù)據(jù)圖，(b)為2號(hào)位置測(cè)得的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的數(shù)據(jù)圖，(C)為3號(hào)位置測(cè)得的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的數(shù)據(jù)圖。
[0024]圖6為本發(fā)明帶螺紋的毛細(xì)鋼管的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]結(jié)合圖1?圖3，一種測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的FBG傳感器，所述FBG傳感器設(shè)置在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，包括FBG光柵串1、M個(gè)固定端子2和N根毛細(xì)鋼管3，其中M 2 2，N 2 I，相鄰的兩根毛細(xì)鋼管3之間設(shè)有固定端子2，且固定端子2位于毛細(xì)鋼管3端部，F(xiàn)BG光柵串I貫穿N根毛細(xì)鋼管3和位于毛細(xì)鋼管3端部的固定端子2，將毛細(xì)鋼管3和位于毛細(xì)鋼管3端部連為一個(gè)整體。
[0027]所述毛細(xì)鋼管3為外壁帶螺紋的毛細(xì)鋼管。
[0028]所述FBG光柵串I由一根完整的光纖構(gòu)成，在光纖上刻寫若干個(gè)光柵，光柵懸空置于毛細(xì)鋼管3內(nèi)。
[0029]所述固定端子2為圓柱體，沿中心軸線設(shè)有通孔，任意一端車有平面，所述平面位于通孔下方，且平面與通孔相切，F(xiàn)BG光柵串I穿過(guò)所述通孔，與平面固連。光柵不位于固定端子2上。
[0030]所述固定端子2任意一端車有平面，所述平面長(zhǎng)度為固定端子2長(zhǎng)度的1/3?4/5。[0031 ] 所述通孔直徑與FBG光柵串I的直徑相同。
[0032I 一種測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形量的FBG傳感器，還包括保護(hù)套管4，保護(hù)套管4將固定端子2包裹，保護(hù)套管4 一端固定在固定端子2—側(cè)的毛細(xì)鋼管3上，保護(hù)套管4另一端不固定，使得另一側(cè)的毛細(xì)鋼管3可滑動(dòng)，一根毛細(xì)鋼管3有且僅固定一個(gè)保護(hù)套管4。
[0033]所述保護(hù)套管4長(zhǎng)度大于固定端子2長(zhǎng)度。
[0034]所述FBG光柵串I中的相鄰的兩個(gè)光柵間距等于相鄰的兩個(gè)光柵之間的固定端子2的長(zhǎng)度與光柵至上述固定端子2端部的距離之和。
[0035]改變毛細(xì)鋼管3或固定端子2的長(zhǎng)度，即調(diào)節(jié)兩個(gè)相鄰光柵的間距，實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)變形的實(shí)時(shí)連續(xù)多點(diǎn)多間距測(cè)量。
[0036]本發(fā)明可對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，結(jié)構(gòu)變形帶動(dòng)毛細(xì)鋼管3變形，從而使得毛細(xì)鋼管3兩端的固定端子2移動(dòng)，由于FBG光柵串I與固定端子2固連，毛細(xì)鋼管3內(nèi)部FBG光柵串I懸空，固定端子2的移動(dòng)帶動(dòng)FB