[发明专利]混凝土传感光纤的铺设方法

说明书

本发明公开了一种混凝土传感光纤的铺设方法，包括以下步骤：在混凝土浇筑区的钢筋骨架搭建完成后，混凝土浇筑振捣前，选定传感光纤布设区段；在混凝土浇筑区外预留一段预留光纤，所述预留光纤用于接驳分布式光纤传感设备；在选定的传感光纤布设区段内，将传感光纤沿着混凝土钢筋骨架走向固定在钢筋骨架上。采用上述技术方案，可以将传感光纤提前预置在混凝土结构内部，对混凝土结构无伤害。

技术领域

本发明涉及一种混凝土传感光纤的铺设方法，属于混凝土施工技术领域。

背景技术

分布式光纤传感技术主要是基于光的反射和干涉，利用光纤中的光散射或非线性效应随外部环境产生的变化来进行传感的。根据被测光信号的不同，分布式光纤传感技术分为基于光纤中的瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射三种类型；根据信号分析法，可分为基于时域和基于频域的分布式光纤传感技术。在分布式光纤传感系统中，光纤既是信息传输介质，又是信号传感单元。该系统中，整根光纤均为传感单元，传感点是连续分布的，因此该传感方法可以测量光纤沿线任意位置处的信息。随着光器件和信号处理技术的发展，分布式光纤传感系统最大传感范围已达几十至几百公里以上，甚至可达数万公里。分布式光纤传感技术的研究和应用已得到高度重视，目前成为了传感技术的重要研究方向。

与传统电类或机械类传感技术相比，分布式光纤传感技术具有以下优点：(1)抗电磁干扰、绝缘性好、耐腐蚀。光纤主要成分为二氧化硅，化学性质稳定，因此具有抗电磁干扰、绝缘性好、耐腐蚀的特性，可以应用在恶劣的环境中，如强辐射、高腐蚀、易燃易爆等场所；(2)体积小、质量轻、可塑性强。光纤纤芯直径最多仅有几十微米，体积小、质量轻，可以进行一定程度的弯曲，因此可以随被测物体形状改变走向。既可以埋入复合材料内，也可以粘贴在材料表面；(3)带宽大、损耗低、易于长距离传输。分布式光纤传感系统中，光纤信号传输损耗小、带宽大，可以进行几百公里甚至上万公里的信号传输；(4)可测参量多、可测对象广。利用不同的传感算法，分布式光纤传感系统可以实现多种参量的传感，包括但不限于温度、振动、应力、电流、电压、弯曲、位移、湿度、酸碱浓度等，因此，能够测量的对象和应用范围非常广泛；(5)便于复用和组网。分布式光纤传感系统中的光纤既可进行信号传感，又能进行信息传输复用，还可将光纤横纵布设组成网状传感单元，对监测对象进行大范围、多角度监测，避免传统点式传感器的测量盲区，提高监测精度与准确率。

基于以上特点，分布式光纤传感技术特别适合监测混凝土结构体的温度、振动和应力等参量。分布式光纤传感技术可以在混凝土结构全生命周期内，对其进行全方位健康参数监控，能够监控混凝土结构体的温度变化情况、承压载荷情况、振动形变情况，以及环境侵蚀、材料老化等造成的混凝土结构裂缝和缺损。目前在混凝土结构体布设传感光纤的方法多为开槽布设或将光纤粘贴在混凝土结构表面。这些方法，一方面会对混凝土结构体造成破坏，另一方面布设在表面的传感光纤仅能检测混凝土结构体表面的传感参量，并不能探测到结构体内部的参量变化情况，因此在应用上具有一定的局限性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种混凝土传感光纤的铺设方法，不仅施工简便，而且克服了将传感光纤布设在混凝土结构表面而带来的局限性，能够极大地利用分布式光纤传感技术来监控混凝土结构体多项参数。

为了实现上述目的，本发明的一种混凝土传感光纤的铺设方法，包括以下步骤：

(1)在混凝土浇筑区的钢筋骨架搭建完成后，混凝土浇筑振捣前，选定传感光纤布设区段；

(2)在混凝土浇筑区外预留一段预留光纤，所述预留光纤用于接驳分布式光纤传感设备；

(3)在选定的传感光纤布设区段内，将传感光纤沿着混凝土钢筋骨架走向固定在钢筋骨架上；

(4)传感光纤铺设完毕后，开始混凝土浇筑施工。

在步骤3中，将若干挂环固定在钢筋骨架上，将传感光纤穿过挂环，挂环的间距为60～80cm。