[实用新型]一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器

说明书

本实用新型公开了一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，包括混凝土立方体和水泥砂浆外保护层，混凝土立方体的外表面紧密固定浇筑有水泥砂浆外保护层，混凝土立方体的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈，第一单模抗弯光纤线圈的左端引出有第一光缆，混凝土立方体的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈，本实用新型涉及传感器技术领域。该监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器,解决了现有球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器制作时，不能准确方便的将单模抗弯光纤缠绕线圈交叉缠绕到混凝土球体表面的问题，使用混凝土立方体的平整面可以将第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈快速的缠绕到混凝土立方体的表面。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体为一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器。

背景技术

传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化，称为被调制的信号光，再利用被测量对光的传输特性施加的影响，完成测量。

混凝土基体内部含水较多或饱和状态下因冻融循环而产生的损伤作用称为冻融损伤，混凝土的抗冻耐久性能是指基体多水混凝土抵抗冻融作用的性能。服役于寒冷地区的饱和混凝土结构常常发生冻融破坏。因此对混凝土结构的冻融膨胀破坏进行实时监测、评估，从而进一步科学指导结构的维护是十分必要的。

现有的CN208254423U利用缠绕在混凝土球体表面的线圈测量混凝土球体因冻融循环引起的双向周向膨胀应变。可以应用光纤白光迈克尔逊干涉传感器技术或光纤布里渊传感技术实现对在役混凝土结构因冻融引起混凝土球体的双向膨胀应变的监测。但是在进行对球形的混凝土整体冻融膨胀应变传感器制作时，不能准确方便的将单模抗弯光纤缠绕线圈交叉缠绕到混凝土球体表面，而且在进行水泥砂浆保护层的包裹时，容易将单模抗弯光纤缠绕线圈碰撞移位，使得原本单模抗弯光纤线圈双向交叉的缠绕布局结构出现混乱，现实应用时，当对已经制作好的混凝土整体冻融膨胀应变传感器的进行拿放时，球形的混凝土整体冻融膨胀应变传感器容易滚动，取放不方便，使得球形的混凝土整体冻融膨胀应变传感器表面的光缆容易被拉扯断，实用时存在缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，解决了现有球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器制作时，不能准确方便的将单模抗弯光纤缠绕线圈交叉缠绕到混凝土球体表面，和球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器容易滚动，取放不方便，使得球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器表面光缆容易被拉扯断的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，包括混凝土立方体和水泥砂浆外保护层，所述混凝土立方体的外表面紧密固定浇筑有水泥砂浆外保护层，所述混凝土立方体的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈，所述第一单模抗弯光纤线圈的左端引出有第一光缆，所述混凝土立方体的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈，所述第二单模抗弯光纤线圈正面的引出有第二光缆，所述混凝土立方体的外表面远离于第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈的一侧固定连接有铜管，所述铜管的内部设有温度补偿光纤光栅。

优选的，所述铜管的外表面与混凝土立方体的外表面紧密贴合。

优选的，所述温度补偿光纤光栅的一端引置外部并保护好，待与测量仪器链接，温度补偿光纤光栅的另一端在铜管内部自由放置。

优选的，所述水泥砂浆外保护层的厚度为1-6mm。

优选的，所述混凝土立方体的外表面需经过平整的打磨。

优选的，所述第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈的设有2-7匝，所述第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈两端进行缠绕时，需要施加应变为300-1000με的预张拉应力。