[發明專利]復雜環境下分布式光纖布設裝置及方法

有效

• 申請號: 201510345078.1
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104977039A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 蘇懷智;楊孟;閆瀟群
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本發明涉及一種復雜環境下分布式光纖布設裝置及方法，屬于結構健康監測領域。

背景技術

分布式光纖傳感技術是堤壩等大體積水工結構物及其基礎健康監測的重要手段，但實際工程中復雜的結構物形態及惡劣的外界環境嚴重制約著分布式光纖的布設。無法實現有效精準的光纖布設將影響分布式光纖傳感技術對結構物健康的監測精度，阻礙分布式光纖傳感技術在實際工程中的應用和推廣。

在結構物健康分布式光纖監測中，最常采用彎曲布設的方式。光纖的彎曲布設會造成光纖的彎曲損耗，在實際工程應用中，由于沒有非常好地調整及控制待埋設光纖的彎曲半徑，或者在施工時由于施工人員的人為因素干擾，造成光纖的彎曲損耗過大，常導致監測信號出現突變甚至整個光纖斷路的情況；彎曲處光纖如果不能很好地得到控制，易導致光纖鋪設不符合工程結構尺寸及施工布置等的要求，且會造成不必要的浪費；另外，對于不同的監測目的，光纖布設的彎曲半徑要求也有不同。快速測定及動態調節光纖彎曲半徑對提升分布式光纖傳感技術在實際工程中的監測精度和應用能力具有重要意義。

本發明專利正是基于上述背景，研制了一種簡易的、便于操作與控制的分布式光纖布設裝置及方法。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種復雜環境下分布式光纖布設裝置及方法，降低工程成本、提升復雜環境下分布式光纖監測精度和適應能力。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的復雜環境下分布式光纖布設裝置，包括彎曲臺和位于彎曲臺上的導引道，所述導引道包含第一直線段、第二直線段和連接第一直線段與第二直線段的彎曲段，所述第一直線段上安裝有固定第一直線段的第一連導臺，第二直線段上安裝有固定第二直線段的第二連導臺，在第一直線段與彎曲段相交處設有第一變徑臺，第一變徑臺與第一鎖緊裝置和第二鎖緊裝置連接，第二鎖緊裝置包含第一松固塞，第一松固塞的頂端設有第一圓弧與第一變徑臺連接，第一松固塞設有第一直線段穿過的第一導引孔，第一松固塞上設有與第一松固塞螺紋連接的第一旋擰圓柄，第一旋擰圓柄的頭部與位于第一導引孔內的第一推板連接；在彎曲段的中部設有第二變徑臺，第二變徑臺與第三鎖緊裝置和第四鎖緊裝置連接，第四鎖緊裝置包含第二松固塞，第二松固塞的頂端設有第二圓弧與第二變徑臺連接，第二松固塞設有彎曲段穿過的第二導引孔，第二松固塞上設有與第二松固塞螺紋連接的第二旋擰圓柄，第二旋擰圓柄的頭部與位于第二導引孔內的第二推板連接；在彎曲段與第一直線段相交處設有與彎曲段相切的第一半徑尺，第一半徑尺的末端與第一半徑縮尺連接，在彎曲段與第二直線段相交處設有與彎曲段相切的第二半徑尺，第二半徑尺與第二半徑縮尺連接。擬布設光纖的彎曲半徑一般比較大，當第一半徑尺與第二半徑尺的尺寸不夠用時，使用第一半徑縮尺與第二半徑縮尺，這是因為第一半徑尺和第二半徑尺若尺寸過長，其布置麻煩且不便于移動。

作為優選，所述第一鎖緊裝置包含與第一變徑臺連接的第一變徑連柱、第一圓導臺和第一圓連柱柄，所述第一圓導臺通過第一圓連柱螺栓固定在彎曲臺上，第一圓導臺設有第一變徑連柱通過的第一通孔，第一通孔的兩側安裝有第一圓連柱，第一圓連柱與第一圓連柱柄連接。

作為優選，所述第三鎖緊裝置包含與第二變徑臺連接的第二變徑連柱、第二圓導臺和第二圓連柱柄，所述第二圓導臺通過第二圓連柱螺栓固定在彎曲臺上，第二圓導臺設有第二變徑連柱通過的第二通孔，第二通孔的兩側安裝有第二圓連柱，第二圓連柱與第二圓連柱柄連接。

作為優選，所述第一變徑臺和第二變徑臺均為圓形，第二變徑臺的直徑至少為第一變徑臺的1.5倍。

作為優選，所述第一連導臺通過兩側的連柱固定在彎曲臺上，連柱上安裝有連柱帽。

作為優選，所述第二連導臺底部對稱的安裝有具有磁力的吸力固定塊。

一種上述的復雜環境下分布式光纖布設裝置的方法，包括以下步驟：

第一步，裝配各組件，將彎曲臺安裝于待彎曲區域，將擬布設光纖穿過導引道，使用連柱將第一連導臺固定于彎曲臺上，使用連柱帽將連柱封閉；

第二步，轉動第一圓連柱柄旋開第一圓連柱，推動第一變徑連柱使得第一變徑臺與導引道充分接觸，從而控制第一圓弧，調整初始端擬布設光纖的位置，待調整完畢之后，旋動第一旋擰圓柄帶動第一松固塞內的第一推板移動，第一推板將擬布設光纖固定于導引道中，第一推板在導引道的側面，在第一推板與第一變徑臺之間為導引道，導引道為彈性材料制成，通過側向帶動第一推板可以將該處導引道進行壓縮，進而將擬布設光纖固定，后旋緊第一圓連柱柄，通過第一圓連柱將第一變徑連柱固定；