[實用新型]基于光纖光柵的巖體位移測試裝置及系統

有效

• 申請號: 201720253296.7
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN206724889U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 李邵軍;張東生;程遠;江權
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 畢翔宇

技術領域

本實用新型涉及測試技術領域，具體而言，涉及一種基于光纖光柵的巖體位移測試裝置及系統。

背景技術

巖石工程所賦存的地質環境復雜，大規模工程建設過程中發生的塌方、滑坡和巖爆災害是影響工程施工安全和運行的最關鍵因素，工程失事常造成施工設備損壞和重大人員傷亡事故。這些災害的發生常常首先反映在巖體內的位移變化，通過現場直接獲取或演化得到的位移信息，可以有效地實現災害的預警和控制，因此，巖體內部的位移監測已成為巖石工程災害研究的最重要內容之一。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種基于光纖光柵的巖體位移測試裝置，通過設置錐形體、彈片、頂針、保護腔體、連接塊、第一彈簧、傳力桿、保護管和錨頭，并在所述彈片上設置光柵，并檢測光通過光柵后反射波長的變化得到巖體位置的變化。

本實用新型的另一目的在于提供一種基于光纖光柵的巖體位移測試系統，通過設置多個包括錐形體、彈片、頂針、保護腔體、連接塊、第一彈簧、傳力桿、保護管和錨頭的基于光纖光柵的巖體位移測試裝置，并使用光纖光柵波長解調儀實時監測光纖線中反射波長的大小得到巖體位置的變化。

為實現上述目的，本實用新型實施例采用如下技術方案：

一種基于光纖光柵的巖體位移測試裝置，包括測力部和傳力部，所述測力部與所述傳力部連接。

所述測力部包括錐形體、彈片、頂針和保護腔體，所述傳力部包括連接塊、第一彈簧、傳力桿、保護管和錨頭。

所述錐形體通過所述連接塊與所述傳力桿連接，所述保護腔體具有限位部，所述第一彈簧套設于所述傳力桿且卡設于所述連接塊與所述限位部之間，所述傳力桿一端穿過所述保護腔體、另一端與所述錨頭連接，所述保護管套設于所述傳力桿且一端與所述保護腔體連接另一端與所述錨頭連接，所述保護腔體靠近所述錐形體處設置有開口，所述彈片設置于所述開口處，所述頂針設置于所述彈片與所述錐形體之間，所述彈片的上表面和/或下表面設置有光柵。

所述錨頭受力并傳送至所述傳力桿，所述連接塊和錐形體沿所述傳力桿受力方向移動，所述彈片在所述頂針相對于所述錐形體上下移動時光柵柵距發生改變，光纖線內光的反射波長隨之發生改變。

可選的，在上述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置中，所述限位部包括第一限位部和第二限位部，所述第一限位部和第二限位部分別設置于所述保護腔體并位于所述連接塊的兩側，所述第一限位部靠近所述傳力桿，所述第一彈簧設置于所述第一限位部與所述連接塊之間，所述傳力部還包括第二彈簧，所述第二彈簧設置于所述第二限位部與所述連接塊之間，所述錐形體與所述第二彈簧靠近所述第二限位部的一端連接。

可選的，在上述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置中，所述傳力部還包括連接桿，所述連接桿連接于所述連接塊與所述錐形體之間，所述第二彈簧套設于所述連接桿并設置于所述第二限位部與所述連接塊之間。

可選的，在上述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置中，所述錐形體包括粗端和細端，所述錐形體的細端與所述連接塊連接，所述錐形體的粗端延伸至所述保護腔體外。

可選的，在上述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置中，所述光柵為光纖光柵片，所述彈片為金屬彈片，所述光纖光柵片貼合于所述金屬彈片的上表面和下表面。

可選的，在上述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置中，所述保護腔體靠近所述開口一端設置有保護筒，所述保護筒套設于所述保護腔體，所述保護腔體和保護筒為中空圓柱狀。

可選的，在上述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置中，所述保護腔體的半徑大于所述保護筒的半徑與所述頂針的長度之和。

可選的，在上述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置中，所述錨頭與所述傳力桿螺紋連接。

可選的，在上述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置中，所述錐形體、頂針、保護腔體以及傳力桿由金屬材料制成，所述保護管由PVC材料制成。

本實用新型還提供一種基于光纖光柵的巖體位移測試系統，包括光纖光柵波長解調儀和多個上述的基于光纖光柵的巖體位移測試裝置，所述光纖光柵波長解調儀與各所述基于光纖光柵的巖體位移測試裝置分別連接。

本實用新型提供了一種基于光纖光柵的巖體位移測試裝置及系統，基于光纖光柵的巖體位移測試系統包括基于光纖光柵的巖體位移測試裝置，基于光纖光柵的巖體位移測試裝置設置錐形體、彈片、頂針、保護腔體、連接塊、第一彈簧、傳力桿、保護管和錨頭，并在所述彈片上設置光柵，通過檢測光通過光柵后反射波長的變化得到巖體位置的變化。