[發明專利]基于BOTDR的智能拉索及其制備方法

在審

• 申請號: 201710361152.8
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107237261A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 喻傳芳;劉勝春
• 申請（專利權）人: 北京恒潤生工程科技有限公司
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16;G01D5/353
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及布里淵光時域反射儀（BOTDR）的智能拉索及其制備方法，適用于橋梁施工、光纖傳感等領域。

背景技術

拉索是纜索支承橋梁的核心構件之一， 且全部布置在梁體外部， 受外界環境、 動靜荷載作用等因素影響，容易生銹腐蝕和疲勞損傷，其服役期往往比設計壽命短得多。 如何實現拉索服役期間工作狀態的實時監測，確保其使用期內的安全，已成為拉索技術發展的關鍵之一。傳統的測量方法主要有壓力表測定法、測力環測定法、振動頻率法、電阻應變片監測法、磁通量法等。這些測試技術具有長期測試不方便、易受電磁場干擾、耐久性差、測試距離和范圍有限等缺點。如壓力表測定法適用于施工階段的索力測量且測量誤差較大；測力環測定法是在拉索端部錨具的錨板下安放測力環實現對拉索錨下整體張力的測量，該方法不僅測量位置固定，而且可能會受錨具護筒內的摩擦力或填充物影響，另外受偏載影響較大；振動頻率法雖然比較簡單,但要得到精確的結果比較困難；雖然磁通量技術具有一定的耐久性優勢，但是磁通量傳感器存在由于磁性退化、傳感器非線性特征等導致需要二次標定的問題，也不完全適于拉索的長期實時健康監測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于BOTDR的智能拉索及其制備方法。

本發明的技術方案：

一種基于BOTDR的智能拉索及其制備方法，其特征在于：該智能拉索由智能鋼絲（1）和其他六根普通鋼絲（5）構成，智能鋼絲由鋼絲（1）、BOTDR傳感光纖（2）、方槽（3）、環氧樹脂（4）構成，其中鋼絲（1）開方槽（3），BOTDR傳感光纖（2）置于方槽（3）內，并用環氧樹脂（4）固定。

該制作方法包括如下步驟：

（1）將鋼絲（1）固定于滾軸的傳輸帶（6）上；

（2）點膠機（7）將環氧樹脂（4）緩慢精確的注入鋼絲上的方槽（3）內；

（3）光纖卷（8）將BOTDR傳感光纖（2）布設于鋼絲的方槽內；

（4）點膠機（9）將光纖外表面注入環氧樹脂；

（5）通過加熱器（10）對刷完兩層膠后的鋼絲進行加熱，提高膠水的固化速度；

（6）將智能鋼絲與其他六根鋼絲（5）繞制形成智能拉索；

基于BOTDR的智能拉索的工作過程：光源發出的光入射到BOTDR傳感光纖上產生自發布里淵散射光，同時在發射端檢測背向自發布里淵散射光，當鋼絲的應力、溫度等參量不發生變化時，散射光的頻移和強度不會改變。當鋼絲的應力、溫度等參量發生變化時，散射光的頻移和強度發生變化，通過測量散射光的頻移和強度變化，進而可以實現鋼絲的應力、溫度等參量的測量。

本發明的有益效果：本發明提出的基于BOTDR的智能拉索及其制備方法，采用BOTDR傳感技術，具有長距離監控、低能源依賴性、高環境耐受性、抗電磁干擾、抗腐蝕等優點。同時將BOTDR傳感光纖置于鋼絲的方槽內，使得BOTDR的靈敏度和準確性得到了很大的提高。

附圖說明

圖1基于BOTDR的智能鋼絲結構示意圖。

圖2基于BOTDR的智能拉索結構示意圖。

圖3基于BOTDR的智能拉索制作方法。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。

實施例一，見圖1、圖2、圖3，一種基于BOTDR的智能拉索及其制備方法，該智能拉索由智能鋼絲1和其他六根普通鋼絲5構成，智能鋼絲由鋼絲1、BOTDR傳感光纖2、方槽3、環氧樹脂4構成，其中鋼絲1開方槽3，BOTDR傳感光纖2置于方槽3內，并用環氧樹脂4固定。

該制作方法包括如下步驟：

（1）將鋼絲1固定于滾軸的傳輸帶6上；

（2）點膠機7將環氧樹脂4緩慢精確的注入鋼絲上的方槽3內；

（3）光纖卷8將BOTDR傳感光纖2布設于鋼絲的方槽內；

（4）點膠機9將光纖外表面注入環氧樹脂；

（5）通過加熱器10對刷完兩層膠后的鋼絲進行加熱，提高膠水的固化速度；

（6）將智能鋼絲與其他六根鋼絲5繞制形成智能拉索；

基于BOTDR的智能拉索的工作過程：光源發出的光入射到BOTDR傳感光纖上產生自發布里淵散射光，同時在發射端檢測背向自發布里淵散射光，當鋼絲的應力、溫度等參量不發生變化時，散射光的頻移和強度不會改變。當鋼絲的應力、溫度等參量發生變化時，散射光的頻移和強度發生變化，通過測量散射光的頻移和強度變化，進而可以實現鋼絲的應力、溫度等參量的測量。

本實施例所述的BOTDR傳感光纖的長度為100m，方槽的大小為1mm*1mm。