[實用新型]埋入式機場道面FBG應(yīng)變監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520400907.7
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN204666102U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李岳;蔡靖;都志強;葉笠;毛靈杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于應(yīng)變測量與道面結(jié)構(gòu)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種埋入式機場道面FBG應(yīng)變監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

機場跑道是機場運行過程中的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，對混凝土道面結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)評估是一項極為重要的工作，可及時了解其結(jié)構(gòu)健康狀況。目前，國內(nèi)外普遍采用的跑道無損檢測方法有：超聲波回彈法、落錘彎沉盆法(FWD)、穩(wěn)態(tài)動力彎沉法等，但上述這些方法在技術(shù)手段和應(yīng)用規(guī)范等方面存在諸多限制。其中超聲波回彈法起源于公路路面檢測，其原理是使放大聲信號穿過路面結(jié)構(gòu)，施加應(yīng)力并改變發(fā)生器頻率，由頻率差值得到路面所承受應(yīng)力。雖然此方法可以得到路面橫斷面三維圖像，但由于測量時間冗長、價格高昂以及時效短等條件限制而難以廣泛應(yīng)該。落錘彎沉盆法(FWD)具有成熟的理論依據(jù)及大量應(yīng)用經(jīng)驗，其原理是通過計算機控制液壓提升并釋放一重錘對道面施加脈沖荷載，通過當量層方法反算出路面模量。但該方法存在的缺點是損傷跑道風險且沖擊荷載等級與真實飛機輪載仍存在差距。穩(wěn)態(tài)動力彎沉法是通過在道面上放置一靜荷，利用動荷發(fā)生器施加周期性荷載。其主要問題在于需預置大于動荷幅值的靜荷載，該靜荷會改變道面材料初始應(yīng)力狀態(tài)和剛度，對測試結(jié)果有直接影響。

基于光纖光柵技術(shù)的FBG(布拉格光柵)傳感器是一種低能耗、高時效且能動態(tài)反映路面狀況的新興測試方法。其工作原理是當光波穿過FBG傳感器內(nèi)Bragg光柵時，其中一部分光波被反射回來形成入射光波，不滿足要求的光波則形成透射光波，以此建立起光纖折射率相對頻移與結(jié)構(gòu)應(yīng)變的關(guān)系，可滿足實時無損監(jiān)測要求。與傳統(tǒng)電阻應(yīng)變計相比，F(xiàn)BG傳感器靈敏度高，抗干擾能力強，光波長且距離傳輸損耗小，信號穩(wěn)定性好。

目前，對混凝土道面板水平彎拉變形的測量仍較為困難，通常的做法是將FBG傳感器預埋在機場道面上混凝土道面板的底部附近。但由于FBG傳感器尺寸小，傳輸光纖纖細脆弱，因此容易因受到澆筑和振搗設(shè)備的機械沖擊而發(fā)生折斷，所以難以保障測點成活率，且后期維修困難成本高昂，對于正常道面施工有很大影響，不適合大面積廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種無需破壞道面結(jié)構(gòu)，適用于機場既有道面結(jié)構(gòu)的埋入式機場道面FBG應(yīng)變監(jiān)測裝置。

為了達到上述目的，本實用新型提供的埋入式機場道面FBG應(yīng)變監(jiān)測裝置包括兩個FBG傳感器、兩根鋁合金梁、鎧裝光纜、四個固定夾具、兩個鈦鋼合金支架、兩個嵌固支座和兩個FC法蘭盤接頭；其中，兩個嵌固支座相隔距離設(shè)置于機場跑道上道面燈光孔的底部混凝土表面上；每個鈦鋼合金支架的中部和上部分別貫通形成有一個橫向預留孔，下端固定在一個嵌固支座上；每根鋁合金梁的內(nèi)部封裝一個FBG傳感器，兩端分別插入設(shè)置在兩個鈦鋼合金支架上相對應(yīng)的兩個橫向預留孔內(nèi)，并由固定夾具固定；兩個FBG傳感器通過鎧裝光纜相連，并且鎧裝光纜的出線口位于鋁合金梁端部，同時鎧裝光纜的兩端分別連接一個FC法蘭盤接頭。

所述的FBG傳感器采用帶溫補的鎧裝雙柵光纖光柵傳感器。

所述的FC法蘭盤接頭同時與光纖光柵解調(diào)儀相連接。

本實用新型提供的埋入式機場道面FBG應(yīng)變監(jiān)測裝置具有如下優(yōu)點：具有高精度、高可靠性、無需預埋施工、安裝過程簡便、測點成活率高、準分布式測量、抗潮防水、穩(wěn)定及耐久性好等優(yōu)點。同時，本應(yīng)變監(jiān)測裝置封裝完整，組裝式生產(chǎn)，可根據(jù)工程實際要求變更幾何尺寸，解決了后期維護更換等問題，對于機場混凝土道面內(nèi)部應(yīng)變變化的大范圍長期監(jiān)測具有實際意義。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的埋入式機場道面FBG應(yīng)變監(jiān)測裝置組裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提供的埋入式機場道面FBG應(yīng)變監(jiān)測裝置進行詳細說明。

如圖1所示，本實用新型提供的埋入式機場道面FBG應(yīng)變監(jiān)測裝置包括兩個FBG傳感器1、兩根鋁合金梁2、鎧裝光纜3、四個固定夾具4、兩個鈦鋼合金支架5、兩個嵌固支座6和兩個FC法蘭盤接頭7；其中，兩個嵌固支座6相隔距離設(shè)置于機場跑道上道面燈光孔的底部混凝土8表面上；每個鈦鋼合金支架5的中部和上部分別貫通形成有一個橫向預留孔，下端固定在一個嵌固支座6上；每根鋁合金梁2的內(nèi)部封裝一個FBG傳感器1，兩端分別插入設(shè)置在兩個鈦鋼合金支架5上相對應(yīng)的兩個橫向預留孔內(nèi)，并由固定夾具4固定；兩個FBG傳感器1通過鎧裝光纜3相連，并且鎧裝光纜3的出線口位于鋁合金梁2端部，同時鎧裝光纜3的兩端分別連接一個FC法蘭盤接頭7。

所述的FBG傳感器1采用帶溫補的鎧裝雙柵光纖光柵傳感器。