锚杯热膨胀系数检测方法和检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锚杯热膨胀系数检测方法，所述检测方法包括以下步骤：步骤1：选取若干组光纤光栅传感器，每组包括一个光纤光栅应变计和一个光纤光栅温度计；步骤2：将所述应变计、温度计和锚杯按不同组合方式放入水浴温度箱内；步骤3：每种组合方式下，在升温前纪录所述应变计和温度计的波长值；步骤4：升温直至达到60℃，每变换2～3℃测量一次所述应变计和温度计的波长值，并记录；步骤5：根据步骤4的测量值，计算得出不同组合方式下应变计或锚杯的热膨胀系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锚杯热膨胀系数检测方法，用于提高钢索索力测量的精确度、光纤光栅传感器使用精确度、以及检测不同传感器之间的差异。本专利技术还涉及一种锚杯热膨胀系数检测装置。
技术介绍
在大型建筑结构中为了监测结构安全性，经常用到光纤光栅传感器，有光纤光栅温度计和光纤光栅应变计。例如中国专利技术专利“FAST射电望远镜健康监测方法，201510080202.6”和“FAST射电望远镜健康监测系统,201510080869.6”中，为了监测望远镜圈梁和格构柱的安全，均需要使用监测传感器。为了监测FAST射电望远镜主索网的工况，也需要在主索锚杯处设置监测传感器。在研究光纤光栅应变计用于钢索索力测量的方法时，需要使用到锚杯的实际热膨胀系数。传感器自身已经有标定的修正系数，锚杯的热膨胀系数在材质的牌号标准中已经列出，但是在研究方法中如果直接选取这些系数，这种方法有两个弊端：其一，钢索索头锚杯中具有复合材料，其实际热膨胀系数与锚杯材质的标准热膨胀系数不同；其二，将光纤光栅应变计连接到锚杯上时，其自身的热膨胀系数可能会受到锚杯的影响而产生差异。不同的监测传感器灵敏度不同，不同规格的锚杯热膨胀系数也有差异，为了获得监测传感器置于锚杯上之后的性能变化情况，也为了获得不同规格的锚杯与监测传感器组合后的性能差异，需要比较不同规格锚杯下传感器之间的差异化。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种锚杯热膨胀系数检测方法，还提供一种锚杯热膨胀系数检测装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：锚杯热膨胀系数检测方法，所述检测方法包括以下步骤：步骤1：选取若干组光纤光栅传感器，每组包括一个光纤光栅应变计和一个光纤光栅温度计；步骤2：将所述应变计、温度计和锚杯按不同组合方式放入水浴温度箱内；步骤3：每种组合方式下，在升温前纪录所述应变计和温度计的波长值；步骤4：升温直至达到60℃，每变换2～3℃测量一次所述应变计和温度计的波长值，并记录；步骤5：根据步骤4的测量值，计算得出不同组合方式下应变计或锚杯的热膨胀系数。进一步，所述步骤2中包括以下组合方式：状态1：将每组传感器中的所述应变计和温度计捆绑在一起直接放入水浴温度箱内；状态2：将每组传感器中的所述应变计安装在4孔锚杯上，所述温度计捆绑在应变计上，一起放入水浴温度箱内；状态3：将每组传感器中的所述应变计安装在6孔锚杯上，所述温度计捆绑在应变计上，一起放入水浴温度箱内。进一步，所述传感器通过螺钉拧紧固定在锚杯连接座上。进一步，所述步骤5中计算方式如下：1)被测物体由于温度变化引起的应变，加上荷载变化引起的应变：总和计算如下：公式1:ε总＝K(λ1-λ0)+B(λt1-λt0)2)仅因荷载变化引起的应变：公式2:ε＝K(λ1-λ0)+B(λt1-λt0)-α×ΔT上式中：ε总——为应变量,单位με；ε——为应变量,单位με；K——为应变计应变系数，单位με/nm；B——为传感器温度修正系数,单位με/nm；λ1——为应变光栅当前的波长值，单位nm；λ0——为应变光栅初始的波长值，单位nm；λt1——为温补光栅当前的波长值，单位nm；λt0——为温补光栅初始的波长值，单位nm；α——为被测物体热膨胀系数，单位με/℃；ΔT＝100×(λt1-λt0)，单位℃；利用公式2反推出α：公式3：α＝{K(λ1-λ0)+B(λt1-λt0)-ε本文档来自技高网...

【技术保护点】
锚杯热膨胀系数检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：步骤1：选取若干组光纤光栅传感器，每组包括一个光纤光栅应变计和一个光纤光栅温度计；步骤2：将所述应变计、温度计和锚杯按不同组合方式放入水浴温度箱内；步骤3：每种组合方式下，在升温前纪录所述应变计和温度计的波长值；步骤4：升温直至达到60℃，每变换2～3℃测量一次所述应变计和温度计的波长值，并记录；步骤5：根据步骤4的测量值，计算得出不同组合方式下应变计或锚杯的热膨胀系数。

【技术特征摘要】
1.锚杯热膨胀系数检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：选取若干组光纤光栅传感器，每组包括一个光纤光栅应变计和一个光纤
光栅温度计；
步骤2：将所述应变计、温度计和锚杯按不同组合方式放入水浴温度箱内；
步骤3：每种组合方式下，在升温前纪录所述应变计和温度计的波长值；
步骤4：升温直至达到60℃，每变换2～3℃测量一次所述应变计和温度计的波长
值，并记录；
步骤5：根据步骤4的测量值，计算得出不同组合方式下应变计或锚杯的热膨胀
系数。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤2中包括以下组合方式：
状态1：将每组传感器中的所述应变计和温度计捆绑在一起直接放入水浴温度箱
内；
状态2：将每组传感器中的所述应变计安装在4孔锚杯上，所述温度计捆绑在应
变计上，一起放入水浴温度箱内；
状态3：将每组传感器中的所述应变计安装在6孔锚杯上，所述温度计捆绑在应
变计上，一起放入水浴温度箱内。
3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明，王启明，李居泽，杨磊，周庠天，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：北京;11