[发明专利]一种锚杆传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及到一种锚杆传感器。

背景技术

目前，锚杆在传统的岩土防护工程中已经得到了广泛的应用，用于将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。作为巷道安全生产的重要保证手段，对锚杆的应力应变检测越来越受到高度的重视，锚杆与应力应变传感器的结合既可以起到加固的作用，又能实现对巷道应力应变的检测，保证施工的安全。

相关技术中，锚杆的受力监测常常采用电类传感器，较为常用的为电阻应变式传感器，电阻应变式传感器以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。

锚杆工作在潮湿以及酸碱盐腐蚀的恶劣环境下，对于传感器的防潮、防腐蚀、防水性能要求比较高，而电类传感器在长期的监测过程中存在抗干扰能力比较差，稳定性不好、精密度差、寿命短等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锚杆传感器，通过光纤光栅、中间层和锚杆的设置，使得光纤光栅与锚杆有效的结合为一体，加强锚杆传感器在巷道内的耐候性，提高测量数据的精确度，便于系统进行全面的分析，保证施工安全。

第一方面，本发明实施例提供了一种锚杆传感器，所述锚杆传感器包括：光纤光栅、中间层和锚杆；

所述光纤光栅包括光纤和光栅，所述光栅刻蚀在所述光纤上；

所述纤芯设置在所述中间层的内部，所述锚杆设置在所述中间层的外部；

所述光纤光栅通过所述中间层粘结在所述锚杆内部；

所述光纤光栅设置在锚杆中心位置处。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述锚杆的杆体中心位置设置有通孔；

所述通孔贯穿于整个所述锚杆的杆体。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实现方式，其中，所述锚杆的中心位置处设置有多个所述光纤光栅；

所述多个光纤光栅通过光纤熔接串联连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实现方式，其中，所述锚杆的尾部设置有锚具。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述锚杆尾部引出一根所述光纤；

引出的所述光纤通过所述锚具与调制解调器连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述锚具为托盘与螺母；

所述锚杆的尾部外表面设置有螺纹；

所述托盘和所述螺母与所述锚杆螺纹连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实现方式，其中，所述锚杆外部设置有防腐层；

所述防腐层与所述锚杆密封连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实现方式，其中，所述中间层为环氧树脂。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实现方式，其中，所述锚杆为圆钢锚杆或者玻璃钢锚杆。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实现方式，其中，所述通孔的直径为5毫米。

本发明实施例提供的锚杆传感器，通过光纤光栅、中间层和锚杆的设置，使得光纤光栅与锚杆有效的结合为一体，使光纤光栅能够更好的感知锚杆的应力应变数据，提高测量数据的准确和精确度，便于系统进行全面的分析，保证巷道内的人员安全，降低安全事故发生的几率，更好的保证了施工安全。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种锚杆传感器的横向截面图的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种锚杆传感器的纵向剖面的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种锚杆传感器的结构示意图。

附图1中，各标号所代表的部件列表如下：