[實用新型]分布式傳感光纖多目標多自由度靜動態(tài)測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420406540.5
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN204142466U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇懷智;楊孟
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及本實用新型涉及分布式傳感光纖性能的多目標多自由度靜動態(tài)測試集成平臺及測試方法。

背景技術(shù)

隨著人們安全意識不斷提高以及各領(lǐng)域工程大量興建，結(jié)構(gòu)物的健康監(jiān)測更顯重要和緊迫，光纖智能材料作為一種功能型傳感器在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用不斷增加。分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)相對于電信號為基礎(chǔ)的傳感監(jiān)測系統(tǒng)和點式光纖監(jiān)測系統(tǒng)而言，其技術(shù)難度、監(jiān)測量的內(nèi)容、指標以及監(jiān)測場合和范圍均顯現(xiàn)出了巨大優(yōu)勢。

與分布式光纖傳感器光學(xué)參數(shù)相比，其自身一些物理參數(shù)并不完全是定量技術(shù)指標，國內(nèi)外通常做法是進行相關(guān)試驗，在試驗中不破壞即為合格產(chǎn)品，試驗的發(fā)生是概率事件，不可能對于每一卷光纖每一處都進行試驗，因此對于實際工程中所應(yīng)用的光纖參數(shù)性能基本為未知，即使對于進行過不破壞試驗的合格光纖而言，對于其性能優(yōu)劣程度也缺乏定量認知，因此對于光纖選型、設(shè)計、生產(chǎn)、采購、施工以及使用均帶來了極大不便和浪費。

對于目前國內(nèi)外光纖應(yīng)用領(lǐng)域來講，用戶所使用的分布式光纖傳感器參數(shù)基本都是采用光纖出廠時所常規(guī)標定的參數(shù)。應(yīng)用于較復(fù)雜的工作環(huán)境時，特別是針對水工建筑物等復(fù)雜巨工程的野外特殊工作環(huán)境，其對監(jiān)測結(jié)果可靠性產(chǎn)生影響，尤其是分布式光纖傳感器的力學(xué)性能以及傳感性能顯著影響實際應(yīng)用精度。

不同的光纖原材料或者不同的光纖生產(chǎn)工藝下所制造的光纖各項指標存在著較大差別，對于不同光纖生產(chǎn)廠家、不同光纖型號、不同護套材料以及同一光纖型號不同生產(chǎn)批次等情況下光纖基本參數(shù)也存在差異性，因此不論是科學(xué)研究還是生產(chǎn)應(yīng)用，對于分布式光纖力學(xué)性能以及傳感性能的測試都成為首要開展的前提工作。

光纖拉伸斷裂力比較小，為了能夠及時精確地捕捉追蹤到其產(chǎn)生、發(fā)展、破壞全生命周期內(nèi)的變形機理，急切需要研究一種精確靈便的多目標光纖試驗平臺；隨著光纖傳感技術(shù)向著智能化、數(shù)字化、集成化以及小型化方向發(fā)展，監(jiān)測其空間分辨率技術(shù)不斷提高，其監(jiān)測微小結(jié)構(gòu)體成為了必然趨勢，為了更好配套于分布式光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，需要研發(fā)一種量程可調(diào)、方便攜帶、測試精確及構(gòu)造簡單的多目標測試集成平臺。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了解決實際工程中分布式傳感光纖的力學(xué)性能以及傳感性能等測試問題而提出一種更加有效準確地靜動態(tài)多自由度光纖性能測試平臺及測試方法，將緊套光纖的一些性能從一個定性指標變成一個定量指標，從普通意義推廣到具體工程實際應(yīng)用概念；本實用新型裝置以及方法可進行高精度光纖力學(xué)性能室內(nèi)標定試驗，也可以面向光纖應(yīng)用于實際工程前的測試工作；在要求更精確標定結(jié)果時，可以多次計算，根據(jù)其計算結(jié)果服從正態(tài)分布原則，最終獲得更加精確的校準結(jié)果。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

本實用新型所述的分布式傳感光纖多目標多自由度靜動態(tài)測試裝置，包括光纖多自由度固定系統(tǒng)、人工加卸載裝置、油壓控制加卸載裝、待測光纖、分布式光纖布里淵頻移獲取系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)；光纖多自由度固定系統(tǒng)依次與人工加卸載裝置和油壓控制加卸載裝相連接，待測光纖與光纖多自由度固定系統(tǒng)以及分布式光纖布里淵頻移獲取系統(tǒng)相連接。通過控制多自由度固定系統(tǒng)中的裝置實現(xiàn)對光纖性能的測試；分布式光纖布里淵頻移獲取系統(tǒng)用于采集光纖處于靜態(tài)或動態(tài)受力條件下布里淵頻移量值等光纖光學(xué)信息；數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)用于在線處理與分析分布式光纖布里淵頻移獲取系統(tǒng)以及力傳感器、高靈敏度溫度計等采集到的數(shù)字化信息。

本實用新型所述的分布式傳感光纖多目標多自由度靜動態(tài)測試裝置，所述初始端彈性固定裝置通過緊固螺桿貫通弧形前倉將初始端彈性固定裝置固定于初始固定端放置臺上，光纖通過弧形前倉中小口徑光纖連通通道與高彈性內(nèi)環(huán)壁中的微小口徑光纖聯(lián)通通道，通過轉(zhuǎn)動連通螺桿上的調(diào)節(jié)螺栓對高彈性內(nèi)環(huán)壁施加軸向的壓力，通過圓L型外環(huán)壁對高彈性內(nèi)環(huán)壁施加橫向壓力，通過高彈性內(nèi)環(huán)壁將環(huán)向約束傳遞到微小口徑光纖聯(lián)通通道。