CN105628271A - 一种光纤光栅索力计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤光栅索力计，包括弹性梁、连接杆、压力光栅、光缆连接头、尾套、光纤及铠装光缆，该弹性梁设于该连接杆内并与该连接杆的一端相固定；该压力光栅粘附于该弹性梁上；所该光缆连接头与该连接杆的另一端相连，该尾套套设于该光缆连接头上；该光纤穿设于该弹性梁并通过该光缆连接头及该尾套延伸进入该铠装光缆内，该光纤与该压力光栅相连。本发明的光纤光栅索力计为非中央孔式结构，无论整根锚索还是锚索的单束钢绞线均可与连接杆相连，可高精度地测量锚索的单束钢绞线所受的应力，有效防止因锚索内单束钢绞线断裂导致锚索损伤进而引起的工程安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程用锚索应力测量领域，特别是涉及一种光纤光栅索力计。
背景技术
大跨径桥梁结构的自重和桥上动载绝大部分通过锚索系统传递到塔柱上，锚索的工作状态直接反映桥梁安全状态。由于构造设计、环境腐蚀及疲劳积累等因素，锚索随着使用时间的延长容易出现不同程度的损伤和劣化，因此，对桥梁锚索进行内部应力及温度监测有助于人们对锚索自身及整桥的结构安全和运行状态，防止突发性事故发生。
目前，用于桥梁工程的锚索应力测量，无论是传统的钢弦式索力计还是光纤光栅式索力计，都是一种中央孔式的索力计，即应力传感器附着在索力环的四周，锚索从测力计的中心孔中穿过，索力计被置于锚垫板及锚索固定螺母之间，用以测量整根锚索的应力，从而去判断锚索的受力情况。然而，一根锚索是由多束钢绞线构成，传统中央孔式索力计结构较大，只有一个孔，无法对锚索的每束钢绞线分别进行受力测量，从而造成单束钢绞线即使断裂也不能有效地被监测。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是现有的索力计无法对锚索的单束钢绞线进行应力监测，提供一种光纤光栅索力计，能准确测量锚索的单束钢绞线所受的应力。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种光纤光栅索力计，包括弹性梁、连接杆、压力光栅、光缆连接头、尾套、光纤及铠装光缆，所述弹性梁设于所述连接杆内并与所述连接杆的一端相固定；所述压力光栅粘附于所述弹性梁上；所述光缆连接头与所述连接杆的另一端相连，所述尾套套设于所述光缆连接头上；所述光纤穿设于所述弹性梁并通过所述光缆连接头及所述尾套延伸进入所述铠装光缆内；其中，所述光纤与所述压力光栅相连。
优选地，所述连接杆包括一体成型的第一杆体及第二杆体，所述第一杆体设有第一腔体，所述第二杆体设有第二腔体；其中，所述第一腔体与所述第二腔体相贯通。
优选地，所述第二杆体的横截面尺寸大于所述第一杆体的横截面尺寸。
优选地，所述第一腔体的横截面尺寸大于所述第二腔体的横截面尺寸。
优选地，所述第二杆体的两端分别设有第一螺纹及第二螺纹。
优选地，所述弹性梁包括一体成型的第一梁体及第二梁体，所述第一梁体设于所述第一腔体内，所述第二梁体设于所述第二腔体内并向所述第二杆体外伸出；其中，所述第二梁体的伸出端设有弹性梁螺纹。
优选地，所述光纤光栅索力计进一步包括固定螺母，所述固定螺母套于所述第二梁体的伸出端并与所述弹性梁螺纹配合，从而将所述弹性梁与所述连接杆相固定。
优选地，所述光纤光栅索力计进一步包括温补光栅，所述压力光栅粘附于所述第二梁体上，所述温补光栅粘附于所述第一梁体上，所述光纤与所述温补光栅相连。
优选地，所述光纤光栅索力计进一步包括锚索连接套，所述锚索连接套的一端的内壁设有锚索连接套螺纹，所述锚索连接套螺纹与所述第二螺纹相配合，从而将所述锚索连接套与所述连接杆相固定。
优选地，所述光纤光栅索力计进一步包括锚垫板连接套，所述锚垫板连接套的一端的内壁设有锚垫板连接套螺纹，所述锚垫板连接套螺纹与所述第一螺纹相配合，从而将所述锚垫板连接套与所述连接杆相固定；所述锚垫板连接套的另一端与锚垫板固定连接。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明光纤光栅索力计的连接杆与锚索相连，并将锚索所受的应力传递给弹性梁，弹性梁的形变被粘附其上的压力光栅感知，压力光栅将所感知到的形变量通过与其相连的光纤输出相应的波长并传输给铠装光缆进而传送至远端的光纤光栅分析仪，光纤光栅分析仪通过计算分析不同的波长进而掌握锚索当前的受力状态。本发明的光纤光栅索力计为非中央孔式结构，无论整根锚索还是锚索的单束钢绞线均可与连接杆相连，可高精度地测量锚索的单束钢绞线所受的应力，有效防止因锚索内单束钢绞线断裂导致锚索损伤进而引起的工程安全问题。本发明具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离远、测量精度高及测量范围广等优点。
附图说明
图1是本发明光纤光栅索力计的结构示意图；以及
图2是本发明光纤光栅索力计的安装示意图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明一实施例的一种光纤光栅索力计，包括弹性梁1、连接杆2、固定螺母3、压力光栅4、温补光栅5、光缆连接头6、尾套7、光纤8、铠装光缆9，弹性梁1设于连接杆2内并与连接杆2的一端通过固定螺母3相固定；压力光栅4及温补光栅5均粘附于弹性梁1上；光缆连接头6与连接杆2的另一端相连，尾套7套设于光缆连接头6上；光纤8穿设于弹性梁1并通过光缆连接头6及尾套7延伸进入铠装光缆9内；其中，光纤8与压力光栅4及温补光栅5相连。
请进一步参阅图1，在本实施例中，连接杆2为具有管状空腔的台阶杆，包括一体成型的第一杆体201及第二杆体202，第二杆体202的横截面尺寸大于第一杆体201的横截面尺寸。第一杆体201设有第一腔体201a，第二杆体202设有第二腔体202a，其中，第一腔体201a与第二腔体202a相贯通，第一腔体201a的横截面尺寸大于第二腔体202a的横截面尺寸，第二杆体202的两端分别设有第一螺纹202b及第二螺纹202c。其中，第一螺纹202b及第二螺纹202c的尺寸均为M12x1。
请继续参阅图1，在本实施例中，弹性梁1包括一体成型的第一梁体101及第二梁体102，第一梁体101设于第一腔体201a内，第二梁体102设于第二腔体202a内并向第二杆体202外伸出。其中，第二梁体102的伸出端设有弹性梁螺纹102a，固定螺母3套于第二梁体102的伸出端并与弹性梁螺纹102a配合，从而将弹性梁1与连接杆2相固定。
具体地，如图1所示，压力光栅4粘附于第二梁体102上，温补光栅5粘附于第一梁体101上，光纤8穿过第一梁体101及第二梁体102并分别与压力光栅4及温补光栅5相连。
另外，如图2所示，光纤光栅索力计进一步包括锚索连接套10及锚垫板连接套11，锚索连接套10的一端的内壁设有锚索连接套螺纹（图中未画出），另一端与锚索12固定连接。锚索连接套10套于第二杆体202上，锚索连接套螺纹与第二螺纹202c相配合，从而将锚索连接套10与连接杆2相固定。锚垫板连接套11的一端的内壁设有锚垫板连接套螺纹（图中未画出），另一端与锚垫板13固定连接。锚垫板连接套11套于第一杆体201上，锚垫板连接套螺纹与第一螺纹202b相配合，从而将锚垫板连接套11与连接杆2相固定。
请继续参阅图1及图2，本发明的光纤光栅索力计的工作过程如下：
本发明的光纤光栅索力计工作时将连接杆2分别与锚索连接套10及锚垫板连接套11螺接，锚垫板连接套11的另一端与锚垫板13固定连接，锚索连接套10的另一端与锚索12固定连接，当需要在测试整根锚索12的单束钢绞线所受的应力时，也可将钢绞线单独与锚索连接套10固定连接。由于光纤光栅索力计本身存在温度的影响，温度变化会对压力光栅4造成输出波长的变化。为了消除温度对测量结果的影响，本发明在压力光栅4的一端串接测量温度的温补光栅5，用于测出光栅光纤测力计的温度系数。
当连接杆受锚索应力作用时，连接杆2将所受的外界拉力传递给固定其上的弹性梁1，弹性梁1的形变被粘附其上的压力光栅4感知，压力光栅4将所感知到的形变量通过与其相连的光纤8输出相应的波长并传输给铠装光缆9进而传送至远端的光纤光栅分析仪（图中未画出），同时，温补光栅5将测出的温度信息也通过光纤8的同一信道一并传送至远端的光纤光栅分析仪中。光纤光栅分析仪通过计算分析不同的波长，获得最终的应力测量值，进而掌握锚索12当前的受力状态。
本发明光纤光栅索力计的连接杆与锚索相连，并将锚索所受的应力传递给弹性梁，弹性梁的形变被粘附其上的压力光栅感知，压力光栅将所感知到的形变量通过与其相连的光纤输出相应的波长并传输给铠装光缆进而传送至远端的光纤光栅分析仪，光纤光栅分析仪通过计算分析不同的波长进而掌握锚索当前的受力状态。本发明的光纤光栅索力计为非中央孔式结构，无论整根锚索还是锚索的单束钢绞线均可与连接杆相连，可高精度地测量锚索的单束钢绞线所受的应力，有效防止因锚索内单束钢绞线断裂导致锚索损伤进而引起的工程安全问题。本发明具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离远、测量精度高及测量范围广等优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种光纤光栅索力计，其特征在于，包括弹性梁、连接杆、压力光栅、光缆连接头、尾套、光纤及铠装光缆，所述弹性梁设于所述连接杆内并与所述连接杆的一端相固定；所述压力光栅粘附于所述弹性梁上；所述光缆连接头与所述连接杆的另一端相连，所述尾套套设于所述光缆连接头上；所述光纤穿设于所述弹性梁并通过所述光缆连接头及所述尾套延伸进入所述铠装光缆内；其中，所述光纤与所述压力光栅相连。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述连接杆包括一体成型的第一杆体及第二杆体，所述第一杆体设有第一腔体，所述第二杆体设有第二腔体；其中，所述第一腔体与所述第二腔体相贯通。
3.根据权利要求2所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述第二杆体的横截面尺寸大于所述第一杆体的横截面尺寸。
4.根据权利要求2或3所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述第一腔体的横截面尺寸大于所述第二腔体的横截面尺寸。
5.根据权利要求2或3所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述第二杆体的两端分别设有第一螺纹及第二螺纹。
6.根据权利要求2或3所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述弹性梁包括一体成型的第一梁体及第二梁体，所述第一梁体设于所述第一腔体内，所述第二梁体设于所述第二腔体内并向所述第二杆体外伸出；其中，所述第二梁体的伸出端设有弹性梁螺纹。
7.根据权利要求6所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述光纤光栅索力计进一步包括固定螺母，所述固定螺母套于所述第二梁体的伸出端并与所述弹性梁螺纹配合，从而将所述弹性梁与所述连接杆相固定。
8.根据权利要求6所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述光纤光栅索力计进一步包括温补光栅，所述压力光栅粘附于所述第二梁体上，所述温补光栅粘附于所述第一梁体上，所述光纤与所述温补光栅相连。
9.根据权利要求6所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述光纤光栅索力计进一步包括锚索连接套，所述锚索连接套的一端的内壁设有锚索连接套螺纹，所述锚索连接套螺纹与所述第二螺纹相配合，从而将所述锚索连接套与所述连接杆相固定。
10.根据权利要求6所述的光纤光栅索力计，其特征在于，所述光纤光栅索力计进一步包括锚垫板连接套，所述锚垫板连接套的一端的内壁设有锚垫板连接套螺纹，所述锚垫板连接套螺纹与所述第一螺纹相配合，从而将所述锚垫板连接套与所述连接杆相固定；所述锚垫板连接套的另一端与锚垫板固定连接。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN1590638A (zh) * | 2003-09-03 | 2005-03-09 | 欧进萍 | 光纤光栅智能拉索 |
| CN201188041Y (zh) * | 2008-03-27 | 2009-01-28 | 山东大学 | 一种光纤光栅测量锚杆 |
| CN202133378U (zh) * | 2011-05-12 | 2012-02-01 | 北京基康科技有限公司 | 一种光纤光栅应变传感器 |
| CN202614434U (zh) * | 2012-05-02 | 2012-12-19 | 武汉理工大学 | 光纤光栅锚杆测力传感器 |
| CN204241139U (zh) * | 2014-11-06 | 2015-04-01 | 上海启鹏工程材料科技有限公司 | 一种光纤光栅索力计 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1590638A (zh) * | 2003-09-03 | 2005-03-09 | 欧进萍 | 光纤光栅智能拉索 |
| CN201188041Y (zh) * | 2008-03-27 | 2009-01-28 | 山东大学 | 一种光纤光栅测量锚杆 |
| CN202133378U (zh) * | 2011-05-12 | 2012-02-01 | 北京基康科技有限公司 | 一种光纤光栅应变传感器 |
| CN202614434U (zh) * | 2012-05-02 | 2012-12-19 | 武汉理工大学 | 光纤光栅锚杆测力传感器 |
| CN204241139U (zh) * | 2014-11-06 | 2015-04-01 | 上海启鹏工程材料科技有限公司 | 一种光纤光栅索力计 |
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