[發(fā)明專利]用于監(jiān)測(cè)木結(jié)構(gòu)應(yīng)變的分布式傳感光纖的安裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310249705.2
• 申請(qǐng)日: 2013-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103376066A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛江鴻;何勇;董亞波;崔磊;魯東明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院;浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代忠炯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體講是一種用于監(jiān)測(cè)木結(jié)構(gòu)應(yīng)變的分布式傳感光纖的安裝方法。

背景技術(shù)

木材一直是中國(guó)古代及近代的房屋建筑的基本材料，尤其是眾多的木結(jié)構(gòu)古建筑已成為歷史文物。如浙江寧波的保國(guó)寺，是中國(guó)現(xiàn)存的最古老的木結(jié)構(gòu)建筑物之一，是我國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。然而，上述古建筑的主要組成材料木材，在白蟻、濕熱等環(huán)境下，出現(xiàn)橫截面破壞、構(gòu)件承載力下降等一系列問(wèn)題。為保護(hù)這些具有重要意義的文物，需要對(duì)木結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)木結(jié)構(gòu)應(yīng)變的監(jiān)測(cè)方式如采用電阻應(yīng)變片監(jiān)測(cè)或采用鋼弦應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)都存在缺陷和不足，如易受到時(shí)間和溫度的影響，長(zhǎng)期使用無(wú)法保障其準(zhǔn)確性，而且現(xiàn)有技術(shù)監(jiān)測(cè)手段基本是進(jìn)行的一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，無(wú)法從面上實(shí)現(xiàn)全面覆蓋監(jiān)測(cè)。

而基于布里淵頻移的分布式光纖傳感技術(shù)是屬于目前國(guó)際上的最前沿的尖端技術(shù)，當(dāng)光纖沿線發(fā)生應(yīng)變或溫度變化時(shí)，布里淵頻率會(huì)發(fā)生移動(dòng)并在與光纖連接的儀器能顯示出來(lái)。而布里淵頻率的移動(dòng)量即布里淵頻移與光纖的溫度變化和應(yīng)變呈良好的線性關(guān)系，故通過(guò)監(jiān)測(cè)布里淵頻移就能得到光纖沿線溫度變化和應(yīng)變的分布信息。它與傳統(tǒng)技術(shù)相比，能長(zhǎng)期、耐久、全面的監(jiān)測(cè)木結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，以判斷木結(jié)構(gòu)的健康狀況。然而，目前尚未存在公開(kāi)文獻(xiàn)將分布式傳感光纖應(yīng)用到木結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，這是因?yàn)樵摷夹g(shù)的應(yīng)用存在一個(gè)技術(shù)難題，即如何快速、全面、準(zhǔn)確的將傳感光纖安裝在木結(jié)構(gòu)上，具體的說(shuō)，如果采用簡(jiǎn)單的粘結(jié)，那必然拆卸不方便；更重要的是，木結(jié)構(gòu)的損傷應(yīng)變位置不確定，該布設(shè)方式只能監(jiān)測(cè)到整根光纖布設(shè)區(qū)域的應(yīng)變大小，而損傷應(yīng)變發(fā)生的具體位置卻無(wú)法測(cè)得；而且，測(cè)量應(yīng)變的過(guò)程還會(huì)受到溫差的干擾，應(yīng)變測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能快速、全面、準(zhǔn)確的用于監(jiān)測(cè)木結(jié)構(gòu)應(yīng)變的分布式傳感光纖的安裝方法。??

本發(fā)明的一種技術(shù)解決方案是，提供一種用于監(jiān)測(cè)木結(jié)構(gòu)應(yīng)變的分布式傳感光纖的安裝方法，其步驟如下：

a、預(yù)制一根基座木條，在基座木條的一個(gè)側(cè)面挖兩個(gè)盲孔并在該側(cè)面挖一條與兩個(gè)盲孔連通的預(yù)埋線槽；

b、用一根傳感光纖在第一圓柄的圓周面纏繞多圈形成溫度補(bǔ)償線圈，將傳感光纖的溫度補(bǔ)償線圈的引出端穿過(guò)第一矯正套管；

c、在第一圓柄的溫度補(bǔ)償線圈外澆注環(huán)氧樹(shù)脂層，使得溫度補(bǔ)償線圈及第一矯正套管被環(huán)氧樹(shù)脂層粘緊裹牢，形成第一光纖固定端；

d、將從第一矯正套管引出的傳感光纖穿過(guò)第二矯正套管，并在第二圓柄的圓周面纏繞多圈形成溫度補(bǔ)償線圈；

e、在第二圓柄的溫度補(bǔ)償線圈外澆注環(huán)氧樹(shù)脂層，使得溫度補(bǔ)償線圈及第二矯正套管被環(huán)氧樹(shù)脂層粘緊裹牢，形成第二光纖固定端，此時(shí)，兩個(gè)光纖固定端之間的傳感光纖段形成應(yīng)變監(jiān)測(cè)光纖段；

f、將第一光纖固定端固定在基座木條的一個(gè)盲孔內(nèi)，并在第一光纖固定端與第二光纖固定端之間固定一個(gè)測(cè)力計(jì)，人工張拉第二光纖固定端使得測(cè)力計(jì)顯示的力的大小為一個(gè)固定值，再將第二光纖固定端與另一個(gè)盲孔固定同時(shí)將應(yīng)變監(jiān)測(cè)光纖段卡入預(yù)埋線槽內(nèi)，而第一光纖固定端的引入段光纖成為前段信號(hào)傳輸光纖段，第二光纖固定端的引出段光纖成為后段信號(hào)傳輸光纖段；

g、澆注環(huán)氧樹(shù)脂用以填充滿預(yù)埋線槽和兩個(gè)盲孔，此時(shí)，一個(gè)光纖分布單體制作完成；

h、n次重復(fù)步驟a~g，制作出n個(gè)光纖分布單體；

i、根據(jù)需要，利用光纖熔接機(jī)將每個(gè)光纖分布單體的前段信號(hào)傳輸光纖段與前一個(gè)光纖分布單體的后段信號(hào)傳輸光纖段熔接，使得多個(gè)光纖分布單體依次串聯(lián)，并在最前面一個(gè)光纖分布單體的前段信號(hào)傳輸光纖段前端和最后面的一個(gè)光纖分布單體的后段信號(hào)傳輸光纖段后端分別熔接一個(gè)光纖接頭；

j、將串聯(lián)的多個(gè)光纖分布單體的基座木條釘在木結(jié)構(gòu)待監(jiān)測(cè)的各個(gè)位置，并將上述串聯(lián)的多個(gè)光纖分布單體的兩個(gè)光纖接頭與測(cè)試儀器連接。