[發(fā)明專利]一種用于監(jiān)測橋墩周圍土體侵蝕流失的光纖傳感裝置及其制造方法

有效

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• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108267403B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 仉文崗;章潤紅;侯中杰;王尉;韓亮
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/17
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 胡正順

發(fā)明一種用于監(jiān)測橋墩周圍土體侵蝕流失的光纖傳感裝置及其制造方法。該光纖傳感裝置包括光纖束、輸入光纖、輸出光纖、信息處理器和桿件外殼。工作時，所述光纖檢測桿安置在橋墩的表面或橋墩周圍水下土體中。所述光纖束與土體接觸，缺口被土體阻塞，光電元件接收不到光信號。當橋墩周圍土體侵蝕流失時，光源發(fā)出的光經由光纖傳遞，缺口接收到變化的光信號，輸送至光電元件中。光電元件將接收到的光信號進行處理和儲存并記錄下接收到信號的時間。該裝置的制造方法包括制作桿件外殼、裝入光纖束、安裝、連接信息處理器和調試等步驟。該裝置施工便捷、經濟性好且使用方便。

技術領域

本發(fā)明涉及土木建筑工程防災監(jiān)測技術領域，特別涉及一種監(jiān)測橋墩周圍土體侵蝕流失的方法。

背景技術

橋墩周圍土體流失是一個動態(tài)過程，當遭遇洪水時，土體的侵蝕流失是一個需要被掌握的關鍵信息。橋墩周圍土體流失，很有可能導致樁土間摩阻力減小，橋墩易位，甚至坍塌破壞。

因光在不同物質中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質射向另一種物質時，在兩種物質的交界面處會產生折射和反射。光纖已經廣泛應用于醫(yī)學、裝飾、汽車、船舶等方面，在通信和圖像傳輸方面，高分子光導纖維的應用日益增多，工業(yè)上用于光導向器、顯示盤、標識、開關類照明調節(jié)、光學傳感器等。光纖有著衰減小、頻帶寬、抗干擾性強通信容量大、中繼距離長、適應能力強、體積小重量輕、原材料來源廣價格低廉等的優(yōu)點，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種用于監(jiān)測橋墩周圍土體侵蝕流失的光纖傳感裝置及其制造方法，以解決現有技術中存在的問題。

為實現本發(fā)明目的而采用的技術方案是這樣的，一種用于監(jiān)測橋墩周圍土體侵蝕流失的光纖傳感裝置的制作方法，包括以下步驟：

1)制作桿件外殼。其中，所述桿件外殼整體為一個一端敞口的中空柱體。這個中空柱體的側面去除一部分，側壁和底面合圍出半包圍凹腔。

2)將光纖束容置在凹腔中并固定。所述桿件外殼和光纖束共同組成光纖檢測桿。其中，所述包括多根集束排列在一起的光纖。每根光纖的纖芯上均設置有缺口。所述光纖束一端與輸入光纖熔接，另一端與輸出光纖熔接。所述輸入光纖和輸出光纖從桿件外殼的敞口處伸出。

3)將光纖檢測桿安置在橋墩的表面或橋墩周圍水下土體中。

4)將輸入光纖和輸出光纖接入信息處理器。

5)進行信號調試。

本發(fā)明還公開一種采用上述制作方法制得的用于監(jiān)測橋墩周圍土體侵蝕流失的光纖傳感裝置，包括光纖束、輸入光纖、輸出光纖、信息處理器和桿件外殼。

所述信息處理器包括光源和光電元件。

所述光纖束包括多根集束排列在一起的光纖。每根光纖的纖芯上均設置有缺口。所述光纖束一端與輸入光纖熔接，另一端與輸出光纖熔接。

所述桿件外殼整體為一端敞口的中空柱體。這個中空柱體的側面去除一部分，側壁和底面合圍出半包圍凹腔。所述光纖束彎折為U形，容置在凹腔中。所述輸入光纖和輸出光纖從敞口處伸出。所述輸入光纖與光源連接，輸出光纖與光電元件連接。所述桿件外殼和光纖束共同組成光纖檢測桿。

工作時，所述光纖檢測桿安置在橋墩的表面或橋墩周圍水下土體中。所述光纖束與土體接觸，缺口被土體阻塞，光電元件接收不到光信號。當橋墩周圍土體侵蝕流失時，光源發(fā)出的光經由光纖傳遞，缺口接收到變化的光信號，輸送至光電元件中。光電元件將接收到的光信號進行處理和儲存并記錄下接收到信號的時間。

進一步，所述桿件外殼采用不銹鋼制成。

進一步，所述桿件外殼殼體上設置有供螺紋釘安裝的小孔。