一种光纤光栅测力锚杆制造技术

本发明专利技术提供一种光纤光栅测力锚杆，涉及锚固技术领域，其包括垫板，杆体以及锁紧装置，其中，垫板包括垫板本体，垫板本体包括用于抵靠锚固表面的第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面，垫板本体开设有贯穿第一表面与第二表面的安装孔，第一表面开设有至少一个凹槽，每个凹槽内均安装有第一光纤光栅传感器，杆体设置于安装孔内，杆体设置有第二光纤光栅传感器，锁紧装置将杆体锁紧于垫板。其能够同时测量杆体与垫板的受力情况，操作简便，测量精度高，抗干扰能力强，寿命长。

Fiber grating force measuring anchor bolt

The invention provides a fiber grating anchor, relates to the technical field of anchorage, comprising a plate, a rod body and a locking device, which comprises a backing plate, backing plate body comprises a body, adapted to abut the first surface anchoring surface and the second surface is arranged opposite to the first surface, the plate body is provided with a mounting hole through the first surface and the second surface, the first surface is provided with at least one groove, a first optical fiber grating sensors are installed in each groove, the rod body is arranged in the mounting hole, the rod body is provided with second optical fiber grating sensor, a locking device for the rod locking plate. The utility model has the advantages of simple operation, high measuring accuracy, strong anti-interference ability and long service life, and can measure the force of the rod and the shim plate simultaneously.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅测力锚杆
本专利技术涉及锚固
，具体而言，涉及一种光纤光栅测力锚杆。
技术介绍
锚固技术作为一种优越的岩土体加固技术方法，其是通过深部围岩的承载能力和锚杆的预应力对围岩施加压应力，将一些分散的岩块联系在一起，有效改善岩固区围岩力学参数，提高围岩抗拉和耐剪强度。锚固技术越来越广泛的应用于各种工程领域，锚杆在地下工程支护领域获得了广泛的应用，对于降低支护成本和减少事故发挥了重要作用。专利技术人研究发现，锚杆垫板及杆体作为锚杆体系中重要的组成部分，其受力状态将直接关系到锚杆的支护性能，因此，为准确把握锚杆轴力特征，如何精确测量垫板以及杆体的受力变化情况就显得尤为重要。目前，对于锚杆轴力的监测一般是通过对杆体的直接测试获得，主要采用电阻应变式、振弦式测力锚杆。与锚杆直接联系的工作条件十分恶劣，对测力装置的防水、防潮、防裂、防腐等要求高，给锚杆的长期监测带来很大的困难，也直接影响了仪器的可靠性和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光纤光栅测力锚杆，其能够同时测量杆体的受力情况与垫板的受力情况，操作简便，测量精度高，抗干扰能力强，寿命长。本专利技术的实施例是这样实现的：一种光纤光栅测力锚杆，其包括垫板，杆体以及锁紧装置，垫板包括垫板本体，垫板本体包括用于抵靠锚固表面的第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面，垫板本体开设有贯穿第一表面与第二表面的安装孔，第一表面开设有至少一个凹槽，每个凹槽内均安装有第一光纤光栅传感器，杆体设置于安装孔内，杆体设置有第二光纤光栅传感器，锁紧装置将杆体锁紧于垫板。在本专利技术较佳的实施例中，上述垫板还包括第一填充层，第一填充层填充于凹槽与第一光纤光栅传感器之间的间隙。在本专利技术较佳的实施例中，上述垫板本体朝向第二表面凹陷形成凹陷部，安装孔开设于凹陷部。在本专利技术较佳的实施例中，上述凹槽为偶数个，偶数个凹槽沿安装孔的轴线对称设置。在本专利技术较佳的实施例中，上述凹槽的数量为两个，两个凹槽分别设置在安装孔的相对两侧并延伸至垫板本体的两侧边缘。在本专利技术较佳的实施例中，上述凹陷部为碗状凹陷部。在本专利技术较佳的实施例中，上述杆体的侧壁纵向开设有至少一个安装槽，第二光纤光栅传感器安装于安装槽内。在本专利技术较佳的实施例中，上述杆体为空心杆体。在本专利技术较佳的实施例中，上述光纤光栅测力锚杆连接有光纤光栅数据采集系统，第二光纤光栅传感器与第一光纤光栅传感器均与光纤光栅数据采集系统电连接。在本专利技术较佳的实施例中，上述第一光纤光栅传感器和第二光纤光栅传感器通过光纤与测试接口信号连接，测试接口与光纤数据采集系统信号连接。本专利技术实施例的有益效果是：垫板安装有第一光纤光栅传感器，通过第一光纤光栅器可以精准测量得到垫板的受力情况，同时杆体安装有第二光纤光栅传感器，通过第二光纤光栅器可以精准测量得到杆体的受力情况，实现同时精确测量杆体的受力情况与垫板的受力情况，该光纤光栅测力锚杆结构简单，操作简便，测量精度高，抗干扰能力强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的光纤光栅测力锚杆的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的垫板的第一视角示意图；图3为本专利技术实施例提供的垫板的第二视角示意图；图4为本专利技术实施例提供的杆体的结构示意图。图标：100-光纤光栅测力锚杆；200-垫板；210-第一光纤光栅传感器；211-第一光纤光栅传感器本体；213-光纤；215-测试接口；220-垫板本体；230-第一表面；240-第二表面；250-凹陷部；251-安装孔；253-凹槽；270-第一填充层；300-杆体；310-第二光纤光栅传感器；320-第一端面；330-第二端面；340-第二填充层；400-锁紧装置；500-光纤光栅数据采集系统。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。请参阅图1，本实施例提供一种光纤光栅测力锚杆100，其包括垫板200、杆体300、锁紧装置400和光纤光栅数据采集系统500。请一并参阅图2以及图3，垫板200包括第一光纤光栅传感器210、垫板本体220以及第一填充层270。请继续参阅图2，第一光纤光栅传感器210包括依次连接的第一光纤光栅传感器本体211、光纤213和测试接口215。其中，第一光纤光栅传感器210属于光纤传感器的一种，是一种波长调制型光纤传感器，其在周围的应变、应力或其它待测物理量发生变化时，其会产生光纤信号的波长位移，通过检测波长位移的情况，即可获得待测物理量的变化情况。其具有电绝缘性能佳，传输损耗小，传输容量大，抗干扰能力强，测量范围广以及可实现多点分布式测量的优点。可以满足支护结构检测的高精度、远距离、分布式和长期性的技术要求，具有其它类型传感器不可替代的作用。请一并参阅图2以及图3，垫板本体220包括第一表面230、第二表面240以及凹陷部250。其中第一表面230用于抵靠锚固表面，第二表面240与第一表面230相对设置。本专利技术其它实施例中，第一表面230与第二表面240还可以设置防腐层，用于延长垫板200使用寿命。凹陷部250朝向远离第二表面240的方向凹陷，其可以为碗状凹陷部、碟状凹陷部等，这样当垫板本体220抵靠于锚固表面时，凹陷部250与锚固表面之间不会相互接触，不会受锚固表面的热胀冷缩等现象的影响，其测试得到的数据能够真实反应垫板200受到的力。优选其为碗状凹陷部，有利于第一光纤光栅传感器210收集的数据更为精准。请继续参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅测力锚杆，其特征在于，包括垫板，杆体以及锁紧装置，所述垫板包括垫板本体，所述垫板本体包括用于抵靠锚固表面的第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述垫板本体开设有贯穿所述第一表面与所述第二表面的安装孔，所述第一表面开设有至少一个凹槽，每个所述凹槽内均安装有第一光纤光栅传感器，所述杆体设置于所述安装孔内，所述杆体设置有第二光纤光栅传感器，所述锁紧装置将所述杆体锁紧于所述垫板。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅测力锚杆，其特征在于，包括垫板，杆体以及锁紧装置，所述垫板包括垫板本体，所述垫板本体包括用于抵靠锚固表面的第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述垫板本体开设有贯穿所述第一表面与所述第二表面的安装孔，所述第一表面开设有至少一个凹槽，每个所述凹槽内均安装有第一光纤光栅传感器，所述杆体设置于所述安装孔内，所述杆体设置有第二光纤光栅传感器，所述锁紧装置将所述杆体锁紧于所述垫板。2.根据权利要求1所述的光纤光栅测力锚杆，其特征在于，所述垫板还包括第一填充层，所述第一填充层填充于所述凹槽与所述第一光纤光栅传感器之间的间隙。3.根据权利要求1所述的光纤光栅测力锚杆，其特征在于，所述垫板本体朝向所述第二表面凹陷形成凹陷部，所述安装孔开设于所述凹陷部。4.根据权利要求1所述的光纤光栅测力锚杆，其特征在于，所述凹槽为偶数个，偶数个所述凹槽沿所述安装孔的轴线对称设置。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：宋钢兵，汪波，莫晨聪，霍林生，
申请(专利权)人：大连理工大学，西南交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21