[發明專利]相似材料模型試驗中傳感光纖布設裝置及布設方法

在審

• 申請號: 202011623794.9
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112611852A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李聰然;樸春德;楊家坤;紀寶存
• 申請（專利權）人: 華北有色工程勘察院有限公司;中國礦業大學;江蘇中煤地質工程研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G02B6/46
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明提供相似材料模型試驗中傳感光纖布設裝置和布設方法，包括固定板、伸縮桿、連接板及光纖固定板，固定板下表面與伸縮桿連接，連接板上表面與伸縮桿連接，伸縮桿由正反扣的螺母和正反絲的螺桿構成，光纖固定板上設有U形槽及固定光纖的鋼板和螺孔。布設方法為：將傳感光纖兩端各設置一個該裝置，并與模型架連接；光纖通過U形槽放置在光纖固定板中央，將定制橡膠貼合放置在光纖與光纖固定板間的空隙中，并通過螺絲、鋼片將橡膠緊固在U形槽內，使用螺絲將光纖固定板和連接板緊固為一體，通過把手旋轉伸縮桿實現傳感光纖的順直固定，使傳感光纖在模型鋪設過程中存在一定張力，與模型材料更好的耦合，提高試驗的簡便性和試驗結果的可靠性。

技術領域

本發明涉及相似材料模型試驗領域，特別涉及物理模型試驗中傳感光纖布設裝置及布設方法。

背景技術

分布式光纖感測技術是根據沿線光能量的分布特征，獲取傳感光纖區域內隨時間和空間變化的被測量分布信息，在礦山、建筑等眾多領域的物理相似模型試驗中應用越來越廣泛。物理相似模型中鋪設傳感光纖時，受傳感光纖與相似材料的變形模量影響，鋪設的傳感光纖處于松弛狀態，難以保證傳感光纖處于設計的順直狀態，導致試驗初期通過傳感光纖得到的監測數據與實際變形之間存在失真問題。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明意在提供相似材料模型試驗中傳感光纖布設裝置及布設方法，以解決傳感光纖在相似材料模型鋪設過程中直線固定問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

相似材料模型試驗中傳感光纖布設裝置，包括光纖固定板，以及將光纖固定板固定于模型架且使兩者間距可調的連接機構；光纖固定板上設有供光纖穿過的通孔；還包括將穿過通孔的光纖固定在光纖固定板上的固定機構。

進一步的，所述連接機構包括自上而下依次連接的固定板、伸縮桿、連接板；固定板與模型架連接，連接板與光纖固定板連接；連接板與光纖固定板之間留有間隙，間隙2～3cm。

進一步的，所述伸縮桿包括正絲螺桿、反絲螺桿及正反扣螺母，正絲螺桿、反絲螺桿分別與正反扣螺母螺旋連接，正絲螺桿、反絲螺桿分別與固定板和連接板連接。

進一步的，所述通孔為圓臺形；所述固定機構包括設置于通孔與光纖之間的空隙內的橡膠，以及帶有供光纖穿過的圓孔的位于通孔大開口一側的鋼片和將鋼片固定于光纖固定板的螺絲。

進一步的，連接板及光纖固定板之間至少連接有兩個螺絲，連接板及光纖固定板之間的螺絲上套有套管。

進一步的，所述光纖固定板上設有直徑與光纖匹配的U型槽，在U型槽底部為通孔，頂端為光纖固定板的邊。

基于上述裝置的相似材料模型試驗中傳感光纖布設方法，包括如下步驟：

步驟1：將兩個相似材料模型試驗中傳感光纖布設裝置對稱安裝在模型架上，將傳感光纖兩端分別固定在兩個光纖固定板的通孔內；

步驟2：根據試驗設計要求通過把手旋轉伸縮桿，實現傳感光纖的順直固定，并使其具有一定張力；

步驟3：根據試驗要求在模型相似材料中設置一條或多條傳感光纖，每條傳感光纖按步驟1～2要求進行傳感光纖的布設；

步驟4：根據試驗要求鋪設模型相似材料，在模型鋪設結束，相似材料強度達到試驗要求后，反旋伸縮桿，放松傳感光纖，完成傳感光纖在相似材料模型中的布設，并與周圍巖土體材料協同變形。

有益效果：使用時，將傳感光纖放置在U形槽內，將定制橡膠放置在圓孔與傳感光纖的空隙間，并通過鋼片進行固定。根據前述方式在傳感光纖兩端各設置一個相似材料模型試驗中傳感光纖布設裝置，與模型架連接。通過上述裝置和方法，保證相似材料模型中傳感光纖始終處于順直狀態，并具有一定張力，增強傳感光纖與模型材料的耦合效果，提高物理模型試驗的測試精度。

附圖說明