CN106400553A - 基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法 - Google Patents

基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106400553A
CN106400553A CN201610960687.2A CN201610960687A CN106400553A CN 106400553 A CN106400553 A CN 106400553A CN 201610960687 A CN201610960687 A CN 201610960687A CN 106400553 A CN106400553 A CN 106400553A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel wire
square groove
fiber grating
intelligent
epoxy resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610960687.2A
Other languages
English (en)
Inventor
喻传芳
刘胜春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Hengrun Engineering Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Hengrun Engineering Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Hengrun Engineering Technology Co Ltd filed Critical Beijing Hengrun Engineering Technology Co Ltd
Priority to CN201610960687.2A priority Critical patent/CN106400553A/zh
Publication of CN106400553A publication Critical patent/CN106400553A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0693—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core having a strand configuration
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/14—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable
    • D07B1/145—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable comprising elements for indicating or detecting the rope or cable status
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/16—Suspension cables; Cable clamps for suspension cables ; Pre- or post-stressed cables
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2095—Auxiliary components, e.g. electric conductors or light guides
    • D07B2201/2097—Binding wires
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2301/00—Controls
    • D07B2301/55—Sensors
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2301/00—Controls
    • D07B2301/55—Sensors
    • D07B2301/5531—Sensors using electric means or elements
    • D07B2301/5577—Sensors using electric means or elements using light guides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2501/00—Application field
    • D07B2501/20—Application field related to ropes or cables
    • D07B2501/2015—Construction industries
    • D07B2501/203—Bridges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

Abstract

一种基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法，其特征在于：该智能拉索由智能钢丝（1）和其他六根普通钢丝（5）构成，智能钢丝由钢丝（1）、光纤光栅（2）、方槽（3）、环氧树脂（4）构成，其中钢丝（1）开方槽（3），光纤光栅（2）置于方槽（3）内，并用环氧树脂（4）固定。该智能拉索制作包括如下步骤：将钢丝（1）固定于滚轴的传输带（6）上；点胶机（7）将环氧树脂（4）注入方槽（3）内；光纤卷（8）将光纤光栅（2）布设于方槽内；点胶机（9）将光纤外表面注入环氧树脂。该智能拉索采用光纤光栅传感技术能够精确实时测量钢丝的应力、温度等参量变化，具有抗电磁干扰、抗腐蚀等优点。

Description

基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法
技术领域
本发明涉及光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法，适用于桥梁施工、光纤传感等领域。
背景技术
拉索是缆索支承桥梁的核心构件之一， 且全部布置在梁体外部， 受外界环境、动静荷载作用等因素影响，容易生锈腐蚀和疲劳损伤，其服役期往往比设计寿命短得多。如何实现拉索服役期间工作状态的实时监测，确保其使用期内的安全，已成为拉索技术发展的关键之一。传统的测量方法主要有压力表测定法、测力环测定法、振动频率法、电阻应变片监测法、磁通量法等。这些测试技术具有长期测试不方便、易受电磁场干扰、耐久性差、测试距离和范围有限等缺点。如压力表测定法适用于施工阶段的索力测量且测量误差较大；测力环测定法是在拉索端部锚具的锚板下安放测力环实现对拉索锚下整体张力的测量，该方法不仅测量位置固定，而且可能会受锚具护筒内的摩擦力或填充物影响，另外受偏载影响较大；振动频率法虽然比较简单,但要得到精确的结果比较困难；虽然磁通量技术具有一定的耐久性优势，但是磁通量传感器存在由于磁性退化、传感器非线性特征等导致需要二次标定的问题，也不完全适于拉索的长期实时健康监测。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法。
本发明的技术方案：
一种基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法，其特征在于：该智能拉索由智能钢丝（1）和其他六根普通钢丝（5）构成，智能钢丝由钢丝（1）、光纤光栅（2）、方槽（3）、环氧树脂（4）构成，其中钢丝（1）开方槽（3），光纤光栅（2）置于方槽（3）内，并用环氧树脂（4）固定。
该制作方法包括如下步骤：
（1）将钢丝（1）固定于滚轴的传输带（6）上；
（2）点胶机（7）将环氧树脂（4）缓慢精确的注入钢丝上的方槽（3）内；
（3）光纤卷（8）将光纤光栅（2）布设于钢丝的方槽内；
（4）点胶机（9）将光纤外表面注入环氧树脂；
（5）通过加热器（10）对刷完两层胶后的钢丝进行加热，提高胶水的固化速度；
（6）将智能钢丝与其他六根钢丝（5）绕制形成智能拉索；
基于光纤光栅感知的智能拉索的工作过程：光源发出的光经相位调制器调制后入射到光纤光栅上，当钢丝的应力和温度等参量不发生变化时，光纤光栅的波长不会改变。当钢丝的应力和温度等参量发生变化时，光电探测器就会检测到光纤光栅波长发生变化，进而可以测量钢丝的应力、温度、形变等参数变化。
本发明的有益效果：本发明提出的基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法，采用光纤光栅的传感技术，具有长距离监控、低能源依赖性、高环境耐受性、抗电磁干扰、抗腐蚀等优点。同时将光纤光栅置于钢丝的方槽内，使得光纤光栅传感器灵敏度和准确性得到了很大的提高。
附图说明
图1基于光纤光栅感知的智能钢丝结构示意图。
图2基于光纤光栅感知的智能拉索结构示意图。
图3基于光纤光栅感知的智能拉索制作方法。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例一，见图1、图2、图3，一种基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法，该智能拉索由智能钢丝1和其他六根普通钢丝5构成，智能钢丝由钢丝1、光纤光栅2、方槽3、环氧树脂4构成，其中钢丝1开方槽3，光纤光栅2置于方槽3内，并用环氧树脂4固定。
该制作方法包括如下步骤：
（1）将钢丝1固定于滚轴的传输带6上；
（2）点胶机7将环氧树脂4缓慢精确的注入钢丝上的方槽3内；
（3）光纤卷8将光纤光栅2布设于钢丝的方槽内；
（4）点胶机9将光纤外表面注入环氧树脂；
（5）通过加热器10对刷完两层胶后的钢丝进行加热，提高胶水的固化速度；
（6）将智能钢丝与其他六根钢丝5绕制形成智能拉索；
基于光纤光栅感知的智能拉索的工作过程：光源发出的光经相位调制器调制后入射到光纤光栅上，当钢丝的应力和温度等参量不发生变化时，光纤光栅的波长不会改变。当钢丝的应力和温度等参量发生变化时，光电探测器就会检测到光纤光栅波长发生变化，进而可以确定钢丝的应力和温度变化。
本实施例所述的光纤光栅的反射波长1550nm，反射率为30%，方槽的大小为1mm*1mm。
实施例二，见图1、图2、图3，一种基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法，该智能拉索由智能钢丝1和其他六根普通钢丝5构成，智能钢丝由钢丝1、光纤光栅2、方槽3、环氧树脂4构成，其中钢丝1开方槽3，光纤光栅2置于方槽3内，并用环氧树脂4固定。
该制作方法包括如下步骤：
（1）将钢丝1固定于滚轴的传输带6上；
（2）点胶机7将环氧树脂4缓慢精确的注入钢丝上的方槽3内；
（3）光纤卷8将光纤光栅2布设于钢丝的方槽内；
（4）点胶机9将光纤外表面注入环氧树脂；
（5）通过加热器10对刷完两层胶后的钢丝进行加热，提高胶水的固化速度；
（6）将智能钢丝与其他六根钢丝5绕制形成智能拉索；
基于光纤光栅感知的智能拉索的工作过程：光源发出的光经相位调制器调制后入射到光纤光栅上，当钢丝的应力和温度等参量不发生变化时，光纤光栅的波长不会改变。当钢丝的应力和温度等参量发生变化时，光电探测器就会检测到光纤光栅波长发生变化，进而可以确定钢丝的应力和温度变化。
本实施例所述的光纤光栅的反射波长1500nm，反射率为60%，方槽的大小为2mm*2mm。
实施例三，见图1、图2、图3，，一种基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法，该智能拉索由智能钢丝1和其他六根普通钢丝5构成，智能钢丝由钢丝1、光纤光栅2、方槽3、环氧树脂4构成，其中钢丝1开方槽3，光纤光栅2置于方槽3内，并用环氧树脂4固定。
该制作方法包括如下步骤：
（1）将钢丝1固定于滚轴的传输带6上；
（2）点胶机7将环氧树脂4缓慢精确的注入钢丝上的方槽3内；
（3）光纤卷8将光纤光栅2布设于钢丝的方槽内；
（4）点胶机9将光纤外表面注入环氧树脂；
（5）通过加热器10对刷完两层胶后的钢丝进行加热，提高胶水的固化速度；
（6）将智能钢丝与其他六根钢丝5绕制形成智能拉索；
基于光纤光栅感知的智能拉索的工作过程：光源发出的光经相位调制器调制后入射到光纤光栅上，当钢丝的应力和温度等参量不发生变化时，光纤光栅的波长不会改变。当钢丝的应力和温度等参量发生变化时，光电探测器就会检测到光纤光栅波长发生变化，进而可以确定钢丝的应力和温度变化。
本实施例所述光纤光栅的反射波长1600nm，反射率为90%，方槽的大小为3mm*3mm。
本发明光纤光栅反射波长可以根据实际适用情形选取，所使用的器件均为市售器件。上述内容仅是对本发明较佳实施例的详细说明，而本发明的保护范围并不限于上述内容，本领域的技术人员可以根据本方明的思想，对本发明进行各种变形和修饰，这些应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法，其特征在于：该智能拉索由智能钢丝（1）和其他六根普通钢丝（5）构成，智能钢丝由钢丝（1）、光纤光栅（2）、方槽（3）、环氧树脂（4）构成，其中钢丝（1）开方槽（3），光纤光栅（2）置于方槽（3）内，并用环氧树脂（4）固定。
2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅感知的智能拉索其制备方法，其特征在于：该制作方法包括如下步骤：
（1）将钢丝（1）固定于滚轴的传输带（6）上；
（2）点胶机（7）将环氧树脂（4）缓慢精确的注入钢丝上的方槽（3）内；
（3）光纤卷（8）将光纤光栅（2）布设于钢丝的方槽内；
（4）点胶机（9）将光纤外表面注入环氧树脂；
（5）通过加热器（10）对刷完两层胶后的钢丝进行加热，提高胶水的固化速度；
（6）将智能钢丝与其他六根钢丝（5）绕制形成智能拉索。
CN201610960687.2A 2016-11-04 2016-11-04 基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法 Pending CN106400553A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610960687.2A CN106400553A (zh) 2016-11-04 2016-11-04 基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610960687.2A CN106400553A (zh) 2016-11-04 2016-11-04 基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106400553A true CN106400553A (zh) 2017-02-15

Family

ID=58014827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610960687.2A Pending CN106400553A (zh) 2016-11-04 2016-11-04 基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106400553A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107144387A (zh) * 2017-04-12 2017-09-08 浙锚科技股份有限公司 一种平行钢丝桥梁智能悬索

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1779067A (zh) * 2004-11-17 2006-05-31 欧进萍 光纤光栅纤维增强树脂筋智能拉索
CN101210983A (zh) * 2006-12-29 2008-07-02 柳州欧维姆机械股份有限公司 光纤光栅智能钢绞线及其制作方法
CN101736620A (zh) * 2008-11-07 2010-06-16 深圳市海川实业股份有限公司 一种纤维高分子增强复合材料及其制备系统和制备方法
WO2015175202A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 Halliburton Energy Services, Inc. Polymer composite wireline cables comprising optical fiber sensors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1779067A (zh) * 2004-11-17 2006-05-31 欧进萍 光纤光栅纤维增强树脂筋智能拉索
CN101210983A (zh) * 2006-12-29 2008-07-02 柳州欧维姆机械股份有限公司 光纤光栅智能钢绞线及其制作方法
CN101736620A (zh) * 2008-11-07 2010-06-16 深圳市海川实业股份有限公司 一种纤维高分子增强复合材料及其制备系统和制备方法
WO2015175202A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 Halliburton Energy Services, Inc. Polymer composite wireline cables comprising optical fiber sensors

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙东亚: "光纤智能材料、器件与智能锚索结构系统的研究", 《中国博士学位论文全文数据库》 *
胡昌吉等: "《光伏组件设计与生产工艺》", 31 January 2015 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107144387A (zh) * 2017-04-12 2017-09-08 浙锚科技股份有限公司 一种平行钢丝桥梁智能悬索
CN107144387B (zh) * 2017-04-12 2019-08-06 浙锚科技股份有限公司 一种平行钢丝桥梁智能悬索

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105806241B (zh) 自体预拉全弹簧被覆的光纤检测结构
Zhu et al. An optical fibre monitoring system for evaluating the performance of a soil nailed slope
Iten Novel applications of distributed fiber-optic sensing in geotechnical engineering
CN103528720B (zh) 体外预应力钢束应力精确检测装置及方法
Wu et al. Quantitative strain measurement and crack opening estimate in concrete structures based on OFDR technology
CN102140796A (zh) 一种纤维增强塑料智能锚杆
KR100756056B1 (ko) 광섬유 복합 강연선. 그 광섬유 복합 강연선의 제조방법 및변형률 측정 방법
US10247583B2 (en) Fiber-optic sensor and method for the production and use thereof
CN105157577A (zh) 一种用于工程位移测量的光纤光栅传感器
CN106153226A (zh) 一种用于监测钢绞线预应力损失的装置
CN109030561A (zh) 一种基于分布式光纤传感器的预应力管道压浆密实度检测装置及检测方法
Tian et al. Torsion measurement using fiber Bragg grating sensors
CN104535234B (zh) 一种光纤拉索预应力监测方法及其传感器
CN106381808A (zh) 基于光纤萨格奈克干涉仪的智能拉索及其制备方法
CN106400553A (zh) 基于光纤光栅感知的智能拉索及其制备方法
CN203310382U (zh) 光纤混凝土冻融膨胀应变监测传感器
CN106289600A (zh) 一种光纤应力传感器件
CN106592428A (zh) 基于无芯光纤感知的智能拉索及其制备方法
CN106544912A (zh) 基于光纤马赫曾德干涉仪的智能拉索及其制备方法
CN101846565B (zh) 基于缆索锚固区植入应变传感器实现索力在线测量的方法
CN205066708U (zh) 监测混凝土结构内部冻融膨胀应变光纤传感器
Yao et al. Structural cracks detection based on distributed weak FBG
CN106525095A (zh) 基于细芯光纤感知的智能拉索及其制备方法
Baldwin et al. Structural monitoring of composite marine piles using multiplexed fiber Bragg grating sensors: In-field applications
CN106544911A (zh) 基于光子晶体光纤感知的智能拉索及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170215

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication