[實用新型]一種超薄微型鋼筋應變計

有效

• 申請號: 201420412086.4
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN204115673U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 周廣東;張歡;胡錦林
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉

技術領域

本實用新型涉及一種超薄微型鋼筋應變計，尤其是一種對鋼筋混凝土結構中鋼筋應變進行測量的傳感器。

背景技術

鋼筋混凝土的受力狀況是關系鋼筋混凝土工程結構安全的重要參數，為了了解鋼筋混凝土結構的受力情況，通常需要在其內部布置應變測點，測量應變分布，然后推算出應力分布。對于應變的測量，主要包括混凝土應變測量和鋼筋應變測量。由于混凝土的不均勻性和易裂性，對混凝土應變的測量難度較大且可靠性較低。因此，在實際應用中都將對鋼筋應變的測試作為了解鋼筋混凝土結構受力狀態的重要手段。傳統的鋼筋應變測試方法都是采用電阻應變傳感原理或者振弦傳感原理，這些方法存在電磁干擾大、長期可靠性差、線纜復雜等缺點，且振弦傳感原理的鋼筋應變測量方法還不能用于動態高頻測試。雖然也有部分基于光學原理的鋼筋應變計，但體積較大、價格昂貴?，F有鋼筋應變計安裝時，需要將被測鋼筋截斷，然后用鋼筋應變計代替被截掉部分，在兩端與被測鋼筋焊接連接，對原結構影響大。這種安裝方法由于需要將鋼筋應變計與被測鋼筋等強焊接連接，施工較為復雜且對焊接質量要求高。鋼筋應變計的材料質地和表面特性與被測鋼筋都存在一定的差異，焊接部位的凸起使得鋼筋與混凝土之間的傳力方式發生變化，從而造成鋼筋應變計的測量結果與被測鋼筋受力狀態的不同，測量結果的可靠性有限。因此，現有的鋼筋混凝土結構鋼筋應變計不能很好的滿足工程結構高精度以及長期監測的需求，迫切需要一種性能優越的鋼筋應變計。

光纖光柵傳感原理是利用一段具有周期性折射率的芯內體光柵作為傳感元件，當外界溫度和應變變化時，將引起光纖光柵中心波長的漂移，通過測試光纖光柵中心波長漂移量即可得出外界溫度和應變的變化。光纖光柵傳感是一種性能優良的傳感元件，具有測量精度高、抗電磁干擾、可靠性好、長期穩定性好、體積小、可以準分布式測量等優點，已經在傳感器領域廣泛應用，是制作鋼筋應變計的良好載體。光纖光柵以光的波長作為測量對象，不受光強影響，對導線和使用環境的要求低。以光纖光柵原理為基礎的鋼筋應變計體積小巧，埋入后對被測結構影響小，既能實現工程結構檢測和試驗的短期測量，又能適應結構健康監測的長期測量，在鋼筋混凝土結構測試領域有廣闊的發展空間。

由于光纖光柵同時對溫度和應變敏感，為了得到測點的應變，需要對應變測量結果進行補償，常用的補償方式是在測點附近附加光纖光柵溫度傳感器或者在傳感器內部設置不受應變影響的光纖光柵用于溫度測量。對于結構內部應變的測試，設置附加光纖光柵溫度傳感器的補償方式無疑會加大對原有結構的擾動，增加埋設、保護難度；設置不受應變影響的光纖光柵不僅要進行嚴格設計使補償光纖光柵不受應變影響還會增加傳感器的體積，進而也會加大對原結構的擾動。因此，急需一種對原結構影響微小的光纖光柵溫度補償方法以及以此為基礎制作的微型光纖光柵傳感器。

發明內容

技術問題：本實用新型的目的是提供一種光纖光柵溫度補償方法及超薄微型鋼筋應變計，它能對光纖光柵應變測試結果由于溫度變化引起的干擾進行準確的補償并對鋼筋混凝土中鋼筋的應變進行實時精確測量；同時，還能得到測點處的溫度變化值。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型的光纖光柵超薄微型鋼筋應變計包括第一圓弧狀金屬薄片，圓弧狀金屬連接片，第二圓弧狀金屬薄片，第一裸光纖光柵，第二裸光纖光柵，第一尾纖，第二尾纖和第三尾纖；其中第一圓弧狀金屬薄片上設第三凹槽和第四凹槽，圓弧狀金屬連接片上設第二凹槽和第五凹槽，第二圓弧狀金屬薄片上設第一凹槽和第六凹槽；第一圓弧狀金屬薄片和第二圓弧狀金屬薄片對稱固定于圓弧狀金屬連接片的兩端；第一裸光纖光柵從下往上依次穿過第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，在下端形成第一尾纖，在上端形成第二尾纖，并在第一凹槽內填充有第一環氧樹脂，在第二凹槽內填充有第二環氧樹脂，在第三凹槽內填充有第三環氧樹脂；第二裸光纖光柵從上往下依次穿過第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽，在上端形成第三尾纖，在下端與第六凹槽下端平齊處截斷，第四凹槽、第五凹槽和第六凹槽內分別填充有第四環氧樹脂、第五環氧樹脂和第六環氧樹脂；第二尾纖與第三尾纖焊接連接。

優選的，所述第一圓弧狀金屬薄片厚度、圓弧狀金屬連接片厚度和第二圓弧狀金屬薄片厚度相同。

優選的，所述第一圓弧狀金屬薄片內側圓弧表面、圓弧狀金屬連接片內側圓弧表面和第二圓弧狀金屬薄片內側圓弧表面平齊。

優選的，所述第一凹槽與第六凹槽、第二凹槽與第五凹槽、第三凹槽與第四凹槽在軸向上具有夾角，即軸向相互成一微小角度。