CN102879274A - 一种高围压三轴试验光纤传感实时量测系统 - Google Patents

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刘镇
周翠英
陆仪启
裘盛宇
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Sun Yat Sen University
National Sun Yat Sen University
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Abstract

本发明公开了一种光纤传感实时量测系统，该系统由光纤传感系统、光纤信号解调系统和数据测量存储系统组成。其特征是：通过光纤传感系统对岩样内外损伤测量，借由光纤信号解调系统将光信号解调，再由数据测量存储系统储存。主要优点是能在以水作为围压介质的三轴试验中使用，无损观测岩样内外损伤，可实现性强。

Description

一种高围压三轴试验光纤传感实时量测系统
技术领域
本发明属于岩土工程试验仪器领域，特别涉及岩土力学试验中的光纤传感仪器。 
技术背景
三轴试验是岩土力学中的基础试验之一，它能比较完整地模拟岩土在原始地应力状态下的力学性能，是工程设计的重要依据。 
当前岩石三轴试验仪大多使用电磁传感器，由于水的导电性，致使其无法进行水下物理量的量测，因而，水作为围压介质时，就无法直接测定样品本身的应变(力)和变形的分布与变化情况，也就无法定量回答破坏是如何发生演化的问题。 
当前光纤技术的迅速发展为设计一种高围压三轴试验光纤传感实时量测系统提供了可能，可将水溶液同时作为围压条件与动态介质环境，模拟工程软岩赋存的水环境和压力环境条件，开展其全程多尺度可观察的流变损伤试验。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤传感实时量测系统，实现在一台仪器上进行光纤测量和实时数据存储两种操作。 
为达到本发明的目的，采用的技术方案如下： 
光纤传感实时量测系统，包括工作台、光纤传感系统、光纤信号解调系统和数据测量存储系统等部分。 
下面详细介绍各部分的具体组成与功能： 
1、光纤传感系统由光纤声发射传感器、光纤应力应变传感器和光纤与压力室密封接口组成。 
光纤声发射传感器与光纤应力应变传感器粘贴在试样上，经过光纤-压力室密封接口导出，接入光缆。 
光纤声发射传感器与光纤应力应变传感器应确保在防腐封装后使用，光纤应避免过度弯折。 
2、光纤信号解调系统由光缆和光纤光栅解调仪组成。 
光缆将试验测得的光信号传输至解调仪，由解调仪将光信号解调为电信号后，由数据线传入计算机。 
3、数据测量存储系统由数据线和计算机组成。 
数据线将解调后得到的电信号传入计算机，由基于二次存储技术所开发的软件，实时储存试验数据。 
本发明的优点为： 
1、本系统采用光纤传感器，能在以水作为围压介质的三轴试验系统中使用； 
2、本系统采用的光纤传感系统能同时测量岩样内外部损伤； 
3、本系统应用的是成熟技术，可实现性强。 
附图说明
图1是本发明的组成部分示意图： 
1.压力室 
2.试样3.光纤声发射传感器 
4.光纤应力应变传感器；5.光纤与压力室密封接口 
6.光缆7.解调仪 
8.数据线9.计算机 
图2是具体实施方式流程图。 
具体实施方式
下面结合附图1、2详细说明本发明的使用方式。 
(一)设备组装及使用： 
1)将工作台安置在平整的地面上； 
2)将光纤光栅解调仪与计算机安放在工作台上，并用数据线将二者连接，同时将光缆连接到光纤光栅解调仪上； 
3)将光纤声发射传感器和光纤应力应变传感器粘贴到岩样上； 
4)将光纤从压力室密封接口处引出，与光缆连接； 
5)再将压力室密封接口封闭检测压力室密封接口密闭性； 
6)测试仪器，调整岩样； 
7)启动仪器，开始加载并进行量测； 
8)读取数据，关闭仪器。 

Claims (4)

1.一种高围压三轴试验光纤传感实时量测系统，其特征在于由光纤传感系统、光纤信号解调系统和数据存储系统组成，所述的光纤传感系统由两种精细封装的光纤传感器组成，能在高围压水中测量三轴试验试样的变形。
2.按权利要求1所述的一种高围压三轴试验光纤传感实时量测系统，其特征在于：光纤传感系统由光纤声发射传感器和光纤应力传感器组成，光纤传感器经过精细防腐封装后贴于试样表面，采集到的信号通过连接光缆传送至光纤信号解调系统。
3.按权利要求1所述的一种高围压三轴试验光纤传感实时量测系统，其特征在于：光纤解调系统是由解调仪和光缆组成，解调仪通过光缆与光纤传感器相连，将试验中所得到的光信号，转化为所测的试样的应变(应力)、位移、温度，并借由数据线传入计算机。
4.按权利要求1所述的一种高围压三轴试验光纤传感实时量测系统，其特征在于：数据存储系统由数据线和计算机组成，计算机接收来由数据线传来的实验数据，运用开发的软件，将海量量测数据实时存储。
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