用于建筑物、构筑物健康检测的光纤光栅传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于建筑物、构筑物健康检测的光纤光栅传感器，包括光纤和设置在光纤上的光栅，还包括ＦＲＰ筋和沿长度方向布设并固定在ＦＲＰ筋中的松套管，所述光纤沿长度方向布设在ＦＲＰ筋中并穿过松套管，光纤位于松套管以外的部分固定在ＦＲＰ筋中，所述光栅位于松套管中。本实用新型专利技术的光纤光栅传感器具有较大的检测范围，并且可以作为一种新型结构材料应用于土木工程领域。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种建筑物、构筑物健康检测装置，尤其是用于建筑物、构筑物健康检测的光纤光栅传感器。
技术介绍
光纤光栅传感器(简称FBG)利用光纤传输信号，本身无电，具有无电磁干扰，可长距离监测，能在复杂环境中工作，使用寿命长的优点。因而光纤光栅传感器的使用面越来越广，受到各种工业，特别是建筑、军事工业和需要防磁、防爆场所的重视。对建筑物和构筑物进行健康监测，特别是应用光纤光栅传感器对建筑物和构筑物进行健康监测，越来越成为保证城市安全的重要手段。通过健康检测，减少自然灾害与外力突变对结构的破坏，减少因此带来的损失，具有重要意义。目前常用的传感器，是对建筑物以及被测物体的某一点受力，或者温度变化引起的光栅波长变化进行监测，通过电脑解调仪获得被测物体的变化情况。它反映的是一个点的情况，监测点一般距离在20cm以内，不具有大范围检测的能力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于建筑物、构筑物健康检测的具有较大检测范围的光纤光栅传感器。为解决上述问题，本专利技术用于建筑物、构筑物健康检测的光纤光栅传感器，包括光纤和设置在光纤上的光栅，还包括FRP筋和沿长度方向布设并固定在FRP筋中的松套管，所述光纤沿长度方向布设在FRP筋中并穿过松套管，所述光纤位于松套管以外的部分固定在FRP筋中，所述光栅位于松套管中。所述光纤位于松套管以外的部分通过两个设置在FRP筋中的固定套管固定在FRP筋中，所述光纤穿过并固定在固定套管中，所述两个固定套管分别固定于FRP筋两端。所述光纤的两端从FRP筋的端面或侧面引出。所述光纤被引出的两端分别置于两个铠装保护套管中。所述FRP筋的外表面设置有螺纹并经过喷砂处理。所述松套管是塑料制成的套管。所述固定套管是金属或者塑料制成的套管。本专利技术中，由于光纤仅在两端被固定在FRP筋中，且两个固定端之间的光纤由于被置于松套管中而与FRP筋没有任何接触，因而本专利技术的检测长度与两个固定端的间距等长。因而，本专利技术具有相当长的检测长度，达到了线检测水平，并且可以根据实际需要通过调整两个固定端的位置来改变检测长度。由于具有较大的检测长度，本专利技术有利于对大面积的建筑物和构筑物的健康进行监测，可以大大降低了健康监测的成本。另外，由于采用将光纤内置于FRP筋中，本专利技术同时具有结构材料特性和检测功能，可以作为一种具有检测功能的新型结构材料应用于土木工程领域，可以象普通钢筋一-->样浇注在混凝土内，也可以在需要监测的受力部位用夹具、胶或者其他的紧固手段固定在混凝土结构上，使得在纵向紧固的结构上任何一点的受力均会反映到FRP筋上，从而得出被检测的部位的受力情况。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步详细的描述。图1为本专利技术光纤光栅传感器的剖面结构示意图。附图标记为：1.FRP筋，2.光纤，3.松套管，4.固定套管，5.铠装保护套管，6.光栅。具体实施方式如图1所示，本专利技术用于建筑物健康检测的光纤光栅传感器的结构组成包括：FRP筋1，刻有光栅6的光纤2，松套管3，固定套管4，铠装保护套管5。松套管3沿长度方向设置并固化在FRP筋1中。两个固定套管4也设置并固定在FRP筋1中，且分别位于松套管3的左右两侧。光纤2沿着长度方向布设在FRP筋1中，依次穿过固定在FRP筋1中的一个固定套管4、松套管3以及另一个固定套管4，并用胶水粘固在两个固定套管4上。光纤2位于松套管3中的部分可以在松套管3中自由伸展。光栅6位于松套管3中。光纤2的两端自FRP筋1的端面或者侧面引出，如图所示，其左端自FRP筋1的左端面引出，其右端自FRP筋1靠近右端的侧面引出。光纤2的被引出的两端分别置于两个铠装保护套管5中。FRP筋1的外表面设置有螺纹并经过喷砂处理，以增加FRP筋1与与混凝土的握裹力。通过在光纤2上每隔一定距离剥去光纤包层而形成光栅6。松套管3为塑料制成的套管。固定套管4是用塑料或者金属，如不锈钢制成的套管。本专利技术可以用下述方法制作：在加工FRP筋时，将穿过两个固定套管和松套管并已被胶水粘固在固定套管中的刻有光栅的光纤，和浸渍有树脂的纤维束一起，经过张力分配器进行张拉，经过拉挤成型模头，经加热、固化、冷却步骤有机的构成一体而制成。本专利技术的工作原理为：当应用在建筑物或构筑物中的FRP筋在纵向受力时，固定于其内部的光纤会随着FRP筋的伸缩而伸缩，引起光栅的相应变化，从而引起输入其中的光的波长的变化。利用电脑解调仪检测光的波长变化，即可实现对该建筑物或构筑物受力情况的监测，从而反映该建筑物或构筑物的健康状态。本专利技术中，由于光纤2仅通过两个固定套管4被固定在FRP筋1中，且位于两个固定套管4之间的光纤2被置于松套管3中而与FRP筋1没有任何接触，因而本专利技术的检测长度与两个固定套管4的间距等长。可见，本专利技术具有相当长的检测长度，并且可以根据实际需要通过调整两个固定套管4的位置来改变检测长度。当两个固定套管4分别被置于FRP筋1的左右两端时，本专利技术的检测长度接近于FRP筋1的长度，最大可以达到接近15米。由于具有较大的检测长度，本专利技术有利于对大面积的建筑物和构筑桥的健康进行监测，可以大大降低了健康监测的成本。另外，由于采用将光纤内置于FRP筋中，本专利技术同时具有结构材料特性和检测功能，可以作为一种具有检测功能的新型结构材料应用于土木工程领域，可以象普通钢筋一样浇注在混凝土内，也可以在需要监测的受力部位用夹具、胶或者其他的紧固手段固定在-->混凝土结构上，使得在纵向紧固的结构上任何一点的受力均会反映到FRP筋上，从而得出被检测的部位的受力情况。以上所述只是本专利技术的较佳实施例，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术精神和原则内所作的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本专利技术的保护范围内。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于建筑物、构筑物健康检测的光纤光栅传感器，其特征在于，包括光纤（２）和设置在光纤（２）上的光栅（６），还包括ＦＲＰ筋（１）和沿长度方向布设并固定在ＦＲＰ筋（１）中的松套管（３），所述光纤（２）沿长度方向布设在ＦＲＰ筋（１）中并穿过松套管（３），所述光纤（２）位于松套管（３）以外的部分固定在ＦＲＰ筋（１）中，所述光栅（６）位于松套管（３）中。

【技术特征摘要】
1.一种用于建筑物、构筑物健康检测的光纤光栅传感器，其特征在于，包括光纤(2)和设置在光纤(2)上的光栅(6)，还包括FRP筋(1)和沿长度方向布设并固定在FRP筋(1)中的松套管(3)，所述光纤(2)沿长度方向布设在FRP筋(1)中并穿过松套管(3)，所述光纤(2)位于松套管(3)以外的部分固定在FRP筋(1)中，所述光栅(6)位于松套管(3)中。2.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器，其特征在于，所述光纤(2)位于松套管(3)以外的部分通过两个设置在FRP筋(1)中的固定套管(4)固定在FRP筋(1)中，所述光纤(2)穿过并固定在固定套管(4)中，所述两个固...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏懋寅，张杰，何唯平，
申请(专利权)人：上海启鹏工程材料科技有限公司，深圳市海川实业股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]