[發明專利]一種多維多向應力應變監測系統

有效

• 申請號: 201310507840.2
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103575332A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 蘇懷智;楊孟;李皓;楊遷
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 繆友菊

1.一種多維多向應力應變監測系統，其特征在于：包括信息采集裝置（1）、光纖監測裝置（2）、數據分析平臺（3）、集線箱（4）和設置在待測結構體（6）中的光纖傳感裝置（5）；所述光纖傳感裝置（5）用于感知待測結構體（6）在外界因素作用下產生的應力應變信息；所述光纖監測裝置（2）通過集線箱（4）與所述光纖傳感裝置（5）連接，對待測結構體（6）進行分布式高精度監測；所述信息采集裝置（1）與所述光纖監測裝置（2）連接，用于捕獲和存儲光纖監測數據，并將監測信息數字化、可視化；所述數據分析平臺（3）與所述信息采集裝置（1）相連，為用戶提供數據準備、圖形查看、數據基本分析和應力計算功能。

2.根據權利要求1所述的多維多向應力應變監測系統，其特征在于：所述光纖監測裝置（2）包括信號處理設備（7）、泵浦光源（8）、光電轉換開關（9）、放大器（10）、光路控制設備（11）、探測光源（12）、偏控設備（13）、第一光電探測器（14）、第二光電探測器（15）、第三光電探測器（17）和測量計時功能用裝置（16），所述信號處理設備（7）的信號連接端口E和信號連接端口F分別連接泵浦光源（8）和探測光源（12）的光輸入端口，實現調制泵浦光源和探測光源的光信號的頻率和功率值；泵浦光源（8）的光信號輸出端口依次連接光電轉換開關（9）和放大器（10）和光路控制設備（11）輸入端口，后經集線箱（4）與光纖傳感裝置（5）中當前監測的光纖的初始端跳線連接端口連接；探測光源的光輸出端口連接偏控設備（13）的輸入端口，后經集線箱（4）與光纖傳感裝置（5）中當前監測的光纖的末端另一跳線連接端口連接；

第一光電探測器（14）的信號輸入端與泵浦光源側傳感光纖連接，信號輸出端與信號處理設備（7）的C接口連接，將探測到的泵浦光源的實際輸出值傳輸給信號處理設備（7）以對泵浦光源的光信號的頻率和功率值進行進一步調整；第二光電探測器（15）的信號輸入端與探測光源側傳感光纖連接，信號輸出端與信號處理設備（7）的D接口連接，將探測到的探測光源的實際輸出值傳輸給信號處理設備（7）以對探測光源的光信號的頻率和功率值進行進一步調整；測量計時功能用裝置（16）的信號輸入端與傳感光纖一端連接，信號輸出端與信號處理設備（7）的B接口連接實現對監測用光纖各點的空間定位；第三光電探測器（17）的信號輸入端與光路控制設備（11）的傳感光纖一端連接，信號輸出端與信號處理設備（7）的A接口連接，實現對背向的受激布里淵散射信號功率進行測量。

3.根據權利要求1所述的多維多向應力應變監測系統，其特征在于：所述光纖傳感裝置（5）由布設在待測結構體（6）中的多維多向應力應變器組成，通過串聯布設，且通過固定裝置固定在待測結構體（6）中。

4.根據權利要求3所述的多維多向應力應變監測系統，其特征在于：所述多維多向應力應變器為二維三向應力應變器，包括圓盤狀的基盤（18）、設置在基盤（18）的圓周內側的溝槽（19）、固定件（20）、距離標尺（22）、角度標尺（23）、封裝件（24）和位于光纖（21）兩端的端口跳線（25）；所述固定件（20）設置在基盤（18）的圓心處及溝槽（19）中，用于固定光纖（21）走向；所述距離標尺（22）穿過基盤（18）的圓心設置，用于標定儀器內部光纖總長及其沿線上不同長度；所述角度標尺（23）設置在所述溝槽（19）邊緣處，用來標記光纖的不同方向和角度；所述封裝件（24）覆蓋在所述基盤（18）上部，通過固定件（20）的頂部固定；所述端口跳線（25）分別伸出基盤（18）與外部器件相連。