[发明专利]检测锚杆锚固力的光纤光栅检测系统装置及检测方法

权利要求书

1.一种检测锚杆锚固力的光纤光栅检测系统装置，该系统装置包括螺母、锚杆测力计、光纤光栅锚杆测力计、承压板、第一光纤光栅传感器、筒体、第二光纤光栅传感器、锚杆、第三光纤光栅传感器、电阻应变仪、机算机、光纤光栅解调仪、弹性体、光纤引出线、第一光纤光栅、第二光纤光栅，其特征在于所述锚杆（8）一端依次分别连接一个螺母（1）、一个锚杆拉力机（2）、一个光纤光栅锚杆测力计（3），所述光纤光栅锚杆测力计（3）与承压板（4）连接，所述锚杆（8）另一端穿过承压板（4）与筒体（5）连接，所述筒体（5）内腔依次分别与第一光纤光栅传感器（6）、第二光纤光栅传感器（7），第三光纤光栅传感器（9），连接，所述光纤光栅锚杆测力计（3）、光纤光栅传感器一端通过光纤引出线（14）与光纤光栅解调仪（12）连接，所述光纤光栅解调仪（12）与机算机（11）连接，所述光纤光栅传感器一端面上连接有弹性体（13）和光纤引出线（14），光纤光栅传感器内腔设有第一光纤光栅（15）和第二光纤光栅（16）。

2.根据权利要求1所述的一种检测锚杆锚固力的光纤光栅检测系统装置，其特征在于所述筒体（5）内腔间隔置有至少3个光纤光栅传感器。

3.根据权利要求1所述的一种检测锚杆锚固力的光纤光栅检测系统装置，其特征在于所述光纤光传感器为光纤光栅传感器依次串联连接构成1根线性阵列，其每根线性阵列并联连接后至少构成三个阵列。

4.—种如权利要求1所述的检测系统装置的检测方法，按下述步骤进行：

（1）、光纤光栅解调仪（12）内置的宽带光源通过光缆（14）施加光源给第三光纤光栅传感器（9）和光纤光栅锚杆测力计（3），第三光纤光栅传感器（9）和光纤光栅锚杆测力计（3）返回的光信号由光纤光栅解调仪（12）装换成传感器的波长值输入给计算机（11），通过计算波长漂移量，将波长值转换成锚杆端部的应力值；

（2）、准分布的第一光纤光栅传感器（6）、第二光纤光栅传感器（7）、第三光纤光栅传感器（9）通过不同光纤光栅的反射光波长                                                、、，与锚索、锚杆沿各测量点相对应，分别感受锚索、锚杆沿线各分布测点的应力，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，由光纤光栅解调仪探测其波长的大小，通过计算波长漂移量，将波长值转换成锚杆杆身的各个测点的应变大小及锚索、锚杆的应力分布状态；

（3）、光纤光栅是一种对温度和应变同时敏感的光学器件，且温度的灵敏度是应变灵敏度的 10 倍左右，在使用光纤光栅传感系统进行检测时，充分考虑了光纤光栅的温度交叉敏感，即对光纤光栅传感系统进行了温度补偿，消除温度对应变影响，提高测量的精度，采用不受力的温度补偿方法对光纤光栅实验系统进行温度补偿，温度补偿是将一根光纤光栅布设于锚杆测力计上，另一根布设于锚杆测力及不受力的构件上，仅感受温度的变化；以不受力的光纤光栅传感器为参考，得到了锚杆的真实应变值。