[實用新型]一種測量路面超靜孔隙水壓力的光纖傳感器

無效

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• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN202110025U
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 高俊啟;蔣澤民;張春海;盛余祥;季天劍
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;日照市公路管理局工程處
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02;G01L19/04;G01L19/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器，更具體地是一種測量路面超靜孔隙水壓力的光纖傳感器。?

背景技術

路面中超靜孔隙水壓力的破壞是導致路面結構水損壞的直接影響因素之一,目前其檢測手段較為成熟的是電類傳感器，電類傳感器的壓力敏感元件是壓阻元件，是基于壓阻效應工作的，大量工程實踐表明，此類傳感器存在著明顯的缺陷，表現在：精度不高，分辨率較低；作為該類傳感器核心部分的電阻應變片的基本電阻值太低等原因，導致對電線及其電參數要求十分苛刻；由于電式測量原理上的限制，只能做到點式測量；由于采用的測量信號是電信號，絕緣要求高，造成傳感器埋設困難，并且會受到電磁影響，無法耐高溫、防水、防潮、防雷電等。?

實用新型內容

實用新型解決的技術問題是提供一種測量路面超靜孔隙水壓力的光纖傳感器，該傳感器能準確、無損地測量路面的超靜孔隙水壓力的變化情況。?

為解決上述技術問題，本實用新型一種測量路面超靜孔隙水壓力的光纖傳感器包括外殼蓋子、底座、平膜片、應變光纖和溫度光纖；外殼蓋子與底座嚙合，密封連接后在內部形成空腔；平膜片橫向設置在空腔內，且平膜片的兩端分別與外殼蓋子與底座的連接端固定連接；底座的兩端對稱設有光纖引出孔，使得應變光纖與溫度光纖分別從光纖引出孔引出；應變光纖上設有應變光柵，該應變光柵粘貼在平膜片的中央；溫度光纖上設有溫度光柵，該溫度光柵位于應變光柵附近處于自由狀態(tài)，且不完全脫離平膜片；外殼蓋子的上表面上設有用于向空腔進水的孔洞。?

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，孔洞的個數為9個；?

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，外殼蓋子和底座采用鋁合金材料；

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，應變光纖和溫度光纖用鎧裝線包裹；

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，底座與外殼蓋子相連接的部位呈柱狀，柱壁外側對稱設有螺紋，且螺紋處采用密封材料包裹；

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，平膜片為圓形，采用0.1毫米不銹鋼片材料。

為此，本實用新型還提出了一種采用這種光纖傳感器測量路面超靜孔隙水壓力的方法，包括以下幾個步驟：?

步驟一、將傳感器進行初步處理，具體為：將傳感器兩端光纖分別用光纖熔接機接長，用鐵絲將其固定并在連接處用膠布包裹，同時在光纖端頭處包裹記錄紙，區(qū)分應變光纖還是溫度光纖，并為其標號；

步驟二、利用取芯機在道路基層鉆孔，并處于道路行車道外邊緣，再使用割槽機從鉆孔向行車道外緣切割淺槽坑至土路肩，將兩根鋼管正好并排放進槽坑里，再往鉆孔里鋪設一層石子找平，最后將傳感器置于孔內；

步驟三、在鉆孔周圍鋪一薄層熱瀝青，并用聚酯玻纖布鋪在鉆孔上方，使聚酯玻纖布與基層緊密粘貼；

步驟四、在基層頂面埋設完傳感器后，進行路面下面層的鋪筑，之后利用取芯機在道路下面層鉆孔，并處于道路行車道外邊緣，再使用割槽機從鉆孔向行車道外緣切割淺槽坑至土路肩，將兩根鋼管正好并排放進槽坑里，再往鉆孔里鋪設一層石子找平，最后將傳感器置于孔內；

步驟五、在鉆孔周圍鋪一薄層熱瀝青，并用聚酯玻纖布鋪在鉆孔上方，使聚酯玻纖布與下面層緊密粘貼；

步驟六、在路面下面層埋設傳感器完畢后，進行路面中面層的鋪筑，之后利用取芯機在道路中面層鉆孔，并處于道路行車道外邊緣，再使用割槽機從鉆孔向行車道外緣切割淺槽坑至土路肩，將兩根鋼管正好并排放進槽坑里，再往鉆孔里鋪設一層石子找平，最后將傳感器置于孔內；

步驟七、在鉆孔周圍鋪一薄層熱瀝青，并用聚酯玻纖布鋪在鉆孔上方，使聚酯玻纖布與中面層緊密粘貼；

步驟八、在路面中面層埋設傳感器完畢后，進行路面上面層的鋪筑，之后利用取芯機在道路上面層鉆孔，并處于道路行車道外邊緣，再使用割槽機從鉆孔向行車道外緣切割淺槽坑至土路肩，將兩根鋼管正好并排放進槽坑里，再往鉆孔里鋪設一層石子找平，最后將傳感器置于孔內；

步驟九、在上、中、下面層和基層的傳感器都已鋪設完畢后，利用光纖熔接機分別把每層的傳感器進行串聯?，最后分別通過光纖連接插頭接入解調儀的四個通道口；

步驟十、一切準備工作完成后，對各個面層的鉆孔進行灌水直至飽水狀態(tài)，并用環(huán)氧樹脂對每個鋼管口進行封堵；然后，汽車輪胎荷載以不同的速度壓過埋設的傳感器上方，通過解調儀記錄各個層面不同傳感器的數據，最后整理分析得出不同速度輪胎荷載情況下產生的動水壓力的變化。