The invention provides an intelligent steel wire, coaxial cable Fabri Perot sensor preparation method and monitoring method based on, which belongs to the technical field of engineering structure safety monitoring. Intelligent steel strand including FRP CCFPI intelligent reinforcement, steel strand wire, high ductility metal foil and CCFPI sensor, at least one layer of a high ductility metal foil wrapped in FRP CCFPI intelligent bar surface FRP CCFPI bar and steel strand wire twisting molding, CCFPI sensor set in the FRP CCFPI bar and from both ends piercing. The invention has the characteristics of intelligence, the test range is large, can realize distributed testing, good stability and durability, and easy installation, low cost and other advantages, can solve the problem of steel strand stress monitoring from the service to the whole process of failure.
【技术实现步骤摘要】
基于同轴电缆法布里-珀罗干涉传感的智能钢绞线、制备方法及其监测方法
本专利技术属于工程结构安全监测
,具体涉及一种基于同轴电缆法布里-珀罗干涉传感的智能钢绞线、制备方法及其监测方法。
技术介绍
钢绞线广泛应用于预应力混凝土、桥梁拉索(如斜拉桥的拉索、系杆拱桥的吊杆、悬索桥和索道的缆索)、岩土和边坡支护的锚杆及大跨结构的索网等结构中。由于设计构造、环境腐蚀、疲劳积累等原因,钢绞线容易生锈腐蚀和疲劳损伤,而钢绞线恰恰又是这些结构的主要承力部件,关乎整个结构的安全与运营状态,要及时发现失效先兆预防突发事故就必须对钢绞线服役期间的应力应变状态进行全寿命过程的监测。早期用于钢绞线局部应力监测的手段主要包括千斤顶油压表、电测试传感器和磁通量传感器及加速度间接测试等技术,这些传统方法存在耐久性和稳定性差、可操作性差、易受环境噪声干扰等缺点,难以实现对钢绞线应力的长期实时在线监测。随着光纤传感技术的发展,国内外许多学者应用光纤传感技术对钢绞线应力监测进行了研究,其中欧进萍、周智等人在这方面进行了较为系统的研究,他们将光纤光栅(OFBG)嵌入纤维增强树脂(FRP)中制作成FRP-OFBG智能筋,再与钢绞线复合研发出FRP-OFBG智能钢绞线。该智能钢绞线可实现局部应力的高精度监测,但无法测到全尺度的应力分布情况。随后基于布里渊分布式传感技术,将光纤(OF)嵌入FRP制作成FRP-OF智能筋,再与钢绞线复合研发出FRP-OF智能钢绞线。该智能钢绞线弥补了FRP-OFBG智能钢绞线的不足,可实现对钢绞线应力的全尺度分布式监测。这两种光纤传感型智能钢绞线为实现钢绞线应力状态 ...
【技术保护点】
一种基于同轴电缆法布里‑珀罗干涉传感的智能钢绞线,其特征在于,所述的智能钢绞线包括CCFPI传感器(1)、高延性金属箔片(2)、FRP‑CCFPI智能筋(3)和钢绞线外丝(4),至少一层高延性金属箔片(2)包裹在FRP‑CCFPI智能筋(3)表面,FRP‑CCFPI智能筋(3)与钢绞线外丝(4)捻线成型,FRP‑CCFPI智能筋(3)位于钢绞线外丝(4)中间,CCFPI传感器(1)贯穿于FRP‑CCFPI智能筋(3)内并从两端穿出;所述的CCFPI传感器(1)为直径为0.3‑0.9mm的同轴电缆(5),其上设有n≥2个反射点(6);反射点(6)处同轴电缆(5)外套装有金属套管(7),反射点(6)通过挤压金属套管(7)变形而成;同轴电缆(5)一端连接矢量网络分析仪,另一端连接负载;挤压反射点(6)处的金属套管(7),挤压变形越大反射点的反射系数越大,采用矢量网络分析仪观察反射点的反射系数,控制各个反射点(6)的反射系数保持一致;定义CCFPI传感器(1)的相邻两个反射点间的区段为单标距,所有反射点构成的区段为CCFPI传感器(1)的传感段。
【技术特征摘要】
1.一种基于同轴电缆法布里-珀罗干涉传感的智能钢绞线,其特征在于,所述的智能钢绞线包括CCFPI传感器(1)、高延性金属箔片(2)、FRP-CCFPI智能筋(3)和钢绞线外丝(4),至少一层高延性金属箔片(2)包裹在FRP-CCFPI智能筋(3)表面,FRP-CCFPI智能筋(3)与钢绞线外丝(4)捻线成型,FRP-CCFPI智能筋(3)位于钢绞线外丝(4)中间,CCFPI传感器(1)贯穿于FRP-CCFPI智能筋(3)内并从两端穿出;所述的CCFPI传感器(1)为直径为0.3-0.9mm的同轴电缆(5),其上设有n≥2个反射点(6);反射点(6)处同轴电缆(5)外套装有金属套管(7),反射点(6)通过挤压金属套管(7)变形而成;同轴电缆(5)一端连接矢量网络分析仪,另一端连接负载;挤压反射点(6)处的金属套管(7),挤压变形越大反射点的反射系数越大,采用矢量网络分析仪观察反射点的反射系数,控制各个反射点(6)的反射系数保持一致;定义CCFPI传感器(1)的相邻两个反射点间的区段为单标距,所有反射点构成的区段为CCFPI传感器(1)的传感段。2.一种权利要求1所述的基于同轴电缆法布里-珀罗干涉传感的智能钢绞线的制作方法,其特征在于,步骤如下:A.制作FRP-CCFPI智能筋(3)将CCFPI传感器(1)与浸润环氧树脂的纤维一起送入拉拔模具,通过挤拉成型工艺制作成内部贯穿有CCFPI传感器(1)的FRP-CCFPI智能筋(3);其中,FRP-CCFPI智能筋(3)的长度大于钢绞线外丝(4)的长度;B.制作FRP-CCFPI智能钢绞线在FRP-CCFPI智能筋(3)表面包裹一层以上高延性金属箔...
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