[发明专利]路用光纤光栅层间相对水平位移传感器

说明书

本发明提供了一种路用光纤光栅层间相对水平位移传感器。本发明可实现对路面结构内部层间相对水平位移的测试。顶盖埋入上层结构底部；中心柱连接顶盖与等强度梁，使两者共同运动；底板埋入下层结构顶部，监测两层结构相互位移情况；固定环用于固定顶盖与底板，使两者仅能产生切向的位移，不会相互分开；硅胶垫放置于固定环与底板之间，限制底板与顶盖的旋转，并实现两者间产生位移后的回弹；固定板用于固定硅胶垫等结构，使其位于底板内部；等强度梁将传感器产生的水平滑移转化为竖向位移；滑槽设置于底板内部，上面覆盖有玻璃盖板以增加其抗划能力；光纤光栅由专用结构胶粘贴在等强度梁上，可以将等强的梁的变形转化为光纤光栅的波长改变。

技术领域

本发明涉及一种路用光纤光栅层间相对水平位移传感器，属于位移传感器技术领域。

背景技术

掌握真实的路面结构内部力学响应情况是极为重要的，随着光纤传感技术的发展，光纤光栅传感器以其抗电磁干扰、耐腐蚀、高绝缘性、测量范围广、便于复用成网等优点，在土木工程、航空航天、石油化工、电力、医疗、船舶工业等领域获得了广泛应用。当光纤光栅所受的外力发生变化时，光纤光栅自身的应变分布随之变化，从而引起光纤光栅中心波长的变化；通过光纤光栅解调设备，可以将中心波长的变化转换为光功率的变化，通过检测光功率的变化，可以实现对位移的检测。

在一些长纵坡、公交路口路段特别在夏季高温条件和重载车辆的作用下，路面结构常常产生层间位移的病害，严重时可达5、6厘米，这无疑严重的影响了道路的使用寿命。然而，现有的光纤光栅位移传感器往往只能实现单一方向的位移测量，随着传感器被埋入结构内部，其测量方向也随之固定，且在周围路面材料的包裹下难以活动，导致无法进行测量。因此，研制一种可测量路面结构内部层间相对水平位移量的传感器，是该领域技术人员亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种路用光纤光栅层间相对水平位移传感器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种路用光纤光栅层间相对水平位移传感器，包括：顶盖、中心柱、底板、固定环、硅胶垫、固定板、等强度梁、光纤光栅和玻璃片，所述底板的下部设有固定板槽，固定板设置在底板下部的固定板槽内，底板的上部设有滑槽，滑槽内设有玻璃片，硅胶垫设置在底板下部的固定板上，固定环设置在硅胶垫内的固定板上，顶盖设置在底板的顶部，底板上设有等强度梁，光纤光栅固定在等强度梁上，中心柱的上端与顶盖相连接，中心柱的下端与固定环相连接。所述的光纤光栅由胶水粘贴在等强度梁上，所述的光纤光栅为四根，分别粘贴在等强度梁的四个方向上。

本发明的有益效果：

1、传感器所测位移值为层间位移值，满足了道路工程领域对层间位移监测的需求。

2、本发明所提供的光纤光栅层间相对水平位移传感器，共设置有四个方向的光纤光栅，其互相间可以用于进行温度补偿，实际测量时根据补偿光纤光栅的波长值消除由于温度变化引起的传感器波长漂移，提高了测量精度。

3、除了可以测量位移值的大小外，还可以精确的测量层间位移发生的方向。

4、可串联多个传感器进行准分布式测量，测点可任意分配。

5、由于传感器对测试方向没有要求，便于现场施工。

6、抗电磁干扰性能好，一般电磁辐射的频率比光波低很多，所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响

7、点绝缘性能好、适用范围广，安全可靠，光线本身是有电解质构成的，而且无需电源驱动。

8、可远距离监测；光纤传输损耗小，可实现远距离遥控监测。

附图说明

图1为本发明路用光纤光栅层间相对水平位移传感器的结构分解示意图。