[实用新型]混凝土埋置式光纤光栅传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及混凝土埋置式光纤光栅传感器。

背景技术

随着传感器技术的高速发展，传感器应用于各行各业、各种领域，在混凝土结构物的安全监测中也得到了大量应用，采用传统的应变传感器在密封条件下测试混凝土的应变，包括弹性应变和塑性应变，但传统的应变传感器精度低、抗干扰性能差、结构型式受限；目前也有用到光纤光栅传感器在混凝土应变检测中，但光纤光栅传感器的量程一般为混凝土的极限应变（约±3000με），而封闭条件下的混凝土处于多向应力状态，其极限应变远大于自由条件下混凝土的极限应变，影响结构非线性有限元的分析，从而影响混凝土的施工质量及安全；因此，为解决上述问题，亟需设计一款混凝土埋置式光纤光栅传感器。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种混凝土埋置式光纤光栅传感器，实现了对混凝土应变的高精度测量。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种混凝土埋置式光纤光栅传感器，整体呈横着的工字形，包括光纤光栅和支座，所述光纤光栅外部粘接有弹性层，所述弹性层为管状，所述弹性层的外部封装有钢管，所述钢管的两端布设有紧促性支座，所述支座为圆形，支座与弹性层焊接为一体，所述支座与钢管之间预留有空隙，所述空隙的宽度为2-3mm，所述空隙采用柔性材料填充，所述柔性材料为橡胶。

进一步地，所述光纤光栅包括光纤和光栅，所述光纤和光栅布设为一体，所述光栅布设在光纤内部发的中间位置，光栅以光栅周期为间隔水平分布。

进一步地，所述钢管内部布设有减敏结构，所述减敏结构为在钢管内布设为真空结构。

进一步地，所述支座的两侧布设有引出光纤。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型混凝土埋置式光纤光栅传感器采用支座与弹性层焊接为一个整体，支座在封装钢管的基础上做了放大，保证了混凝土凝结硬化后支座与混凝土间良好的锚固性能，以达到结构受力时传感器与混凝土协同变形，对混凝土的应变检测的测量范围大。

2.本实用新型混凝土埋置式光纤光栅传感器通过封装钢管内部采用减敏结构，即封装钢管内部布设为真空，避免因空气介质的存在及内外温度的改变影响光纤光栅的测试精度，同时提高了传感器的抗干扰性能。

3.本实用新型混凝土埋置式光纤光栅传感器结构简单、成本低、灵敏度高、抗干扰性好、能够对密封状态下混凝土的应变进行精确测量。

附图说明

图1是本实用新型混凝土埋置式光纤光栅传感器的结构示意图。

图2是本实用新型混凝土埋置式光纤光栅传感器的光纤光栅结构示意图。

图中标号为：1为支座，2为引出光纤，3为弹性层，4为光栅，5为钢管，6为空隙，7为光纤。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1~图2所示，一种混凝土埋置式光纤光栅传感器，整体呈横着的工字形，包括光纤光栅和支座1，所述光纤光栅包括光纤7和光栅4，所述光纤7和光栅4布设为一体，所述光栅4布设在光纤7内部发的中间位置，光栅4以光栅周期为间隔水平分布；光纤光栅外部粘接有弹性层3，所述弹性层3为管状，所述弹性层3的外部封装有钢管5，所述钢管5内部布设有减敏结构，所述减敏结构为在钢管5内布设为真空结构；所述钢管5的两端布设有紧促性支座1，所述支座1为圆形，支座1与弹性层3焊接为一体，所述支座1与钢管5之间预留有空隙6，所述空隙6的宽度为2-3mm，所述空隙6采用柔性材料填充，所述柔性材料为橡胶；所述支座的两侧布设有引出光纤2。

使用时，将光纤光栅传感器埋置于混凝土中，支座1两侧的引出光纤2与外界的监测机相连接，以接收光纤光栅传感器发送出的信号；待混凝土凝结硬化后，支座1与混凝土能够牢靠的锚固在一起；当所处的结构受力时，并且封闭条件下的混凝土处于多向应力状态，而由于设计支座1与钢管5之间预留有空隙6，且空隙6采用柔性材料填充，因此光纤光栅传感器能够达到与混凝土协同形变，能够承受多应力状态；光纤光栅传感器通过引出光纤2将混凝土传感器中的应变信号传至外界的监测机，从而达到对混凝土应变的检测。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。