[实用新型]一种用于土木工程结构健康监测的应变传感光缆

说明书

技术领域

本实用新型属于光传感技术领域，涉及一种主要用于土木工程结构健康监测的应变传感光缆。

背景技术

结构健康监测是指利用现场的无损传感技术，通过包括结构响应在内的结构系统特性分析，以达到检测结构损伤或退化的目的。在结构健康监测过程中，诸如脱空、裂缝、断裂等缺陷的检测难点在于其发生发展的时空随机性，即其发生部位、空间分布以及扩展趋势、时间过程都具有随机性、偶然性、未知性和隐蔽性，这使得点式的常规检测难以奏效。分布式光纤传感系统，由于其自身的独特优势，为大型土工建筑结构实现大范围、连续、长期监测提供了现实可行性。

分布式光纤传感系统，包括传感光缆和信号处理设备两部分。其中传感光缆既作为传感元件，又作为传输光信号的通道，是整个系统的重要组成部分。传感光缆的光学特性，机械特性，传感灵敏度等性能直接影响到结构体健康监测的可行性及监测水平。例如大型土木工程的桩基监测，为了确保检测到的参数能够反映被测物的真实状态，必须满足传感光缆与被测结构物的应变同步。传感光缆往往布设在钢筋笼的主筋上，然后浇注混凝土将传感光纤埋设在灌注桩内，以确保传感光缆与桩体变形协调一致，如果在传感光缆铺设过程中光纤断裂，后续将无法重新放置植入。这就要求传感光缆一方面要有足够高的机械强度以保证存活率，另一方面还要有好的感知灵敏度，能将桩基变形有效传递到最里层的传感光纤。

目前市场上的传感光缆产品在传感光纤外通常都设置有内层护套和外层护套，但往往无法同时兼顾光缆的机械强度和传感灵敏度两项性能。传感灵敏度高，机械强度就会变差，不足以抵挡混凝土桩体的应力变化，而足够强的外护套传感光缆产品又会影响到传感光缆的感知灵敏度，因此在应对类似桩基这种大应变的结构健康监测的应用中，现有的传感光缆产品表现都不尽如人意。

发明内容

本实用新型的目的是：克服现有应变传感光缆在桩基等大应变土木工程结构健康监测中应用的局限性，提供一种机械强度高、自身防护能力强、且传感特性良好的应变传感光缆。

为达到上述目的，采用的技术方案是：一种用于土木工程结构健康监测的应变传感光缆，包括传感光纤，内层护套，外层护套，其特征在于：所述应变传感光缆，由里向外依次置有所述传感光纤、紫外光硅胶固化保护层、所述内层护套、热粘型抗滑移高模加强件、所述外层护套，且相邻各部分之间相互紧密贴合无滑移。

所述紫外光硅胶固化保护层系釆用硅胶涂覆、紫外光固化技术制作。

所述热粘型抗滑移高模加强件采用KFRP材料制作，呈棒状，轴向分立设置于所述传感光纤的周围。

所述内层护套采用聚氨酯材料，外层护套采用高弹体材料设计，如聚乙烯（PE）材料，采用全挤压方式制作。

本实用新型的有益效果在于：该传感光缆不仅采用内外层护套的结构，并且还在其中引入热粘型抗滑移高模加强件，大大提高了光缆的机械强度，具有良好的抗拉抗压性能，保证了工程施工过程中光缆的存活率。紫外光硅胶固化保护层保证传感光缆内光纤受力的均匀性，热粘型抗滑移高模加强件、高弹体材料外层护套，且相邻各部分之间相互紧密贴合无滑移，使传感光缆在外力作用下易发生形变，有效确保了力的传递性能，使得光缆具有好的感知灵敏度。

附图说明

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型径向结构示意图。

图中，1—传感光纤，2—紫外光硅胶固化保护层，3—内层护套，4—抗滑移高模加强件，5—外层护套。

具体实施方式

图1给出了本实用新型径向结构示意图，由图可见，一种可用于土木工程结构健康监测的应变传感光缆，包括传感光纤1，内层护套3，外层护套5，其特征在于：所述应变传感光缆由里向外依次置有所述传感光纤1、紫外光硅胶固化保护层2，所述内层护套3、热粘型抗滑移高模加强件4、所述外层护套5，且相邻各部分之间相互紧密贴合无滑移。

所述紫外光硅胶固化保护层2系釆用硅胶涂覆、紫外光固化技术制作，用以确保传感光缆内光纤受力的均匀性。

所述热粘型抗滑移高模加强件4选用KFRP材料，轴向分立设置于所述传感光纤的周围。在光缆生产过程的高温条件下，热粘型抗滑移高模加强件4能够自动紧密粘合在内外护套之间，使加强件的抗拉能力得到充分发挥，有效提高光缆的模量值和抗测压性能，同时，提高了光缆的应变传感的敏感性能。