CN107091845A - 光纤式楼宇接缝监测探头 - Google Patents
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Abstract
光纤式楼宇接缝监测探头主要由光纤环、活动壳、固定壳、滑轨、滑槽、入射光纤、出射光纤、活动连杆和微弯段组成，其中光纤环和微弯段构成光纤传感机构，本探头固定在楼宇接缝上，当楼宇缝隙宽度变大时，微弯段曲率半径减小，光纤损耗增加，输出信号减小，当缝隙宽度变小时，微弯段的曲率半径变大，光纤损耗减小，输出信号增强，本探头不易受外界光线、噪音、温度、湿度的影响，且能抗电磁干扰，灵敏度较高，对光源要求不高，光纤没有断痕，可以长时间连续稳定地工作，能对楼宇接缝和墙体裂缝进行远程测量，适用于楼宇接缝以及古建筑、建筑文物、危房或墙体裂缝等监测，以判断其安全性，达到监测楼体、保护文物或住户人身财产安全的目的。
Description
技术领域
本发明涉及楼宇接缝监测装置，尤其涉及一种光纤式楼宇接缝监测探头，属于建筑物监测技术领域。
背景技术
楼宇接缝通常设置在主楼与裙楼或A座与B座之间，用于防止楼宇下沉时楼体互相牵连造成的地基或梁体断裂，以增加楼体的安全性和稳定性，延长楼宇的使用寿命；楼宇的检测主要有下沉点检测，接缝宽度检测，墙体裂缝检测以及墙体渗水、防雷性能、室内通风、钢结构、抗震等检测等，检测的目的在于判断其安全性，其中接缝宽度检测和墙体裂缝检测直接可以观察楼体的质量，检测方法主要有目测法、回弹法、光回射法、声回射法和光纤光栅传感法，这些方法各有优点，但目测法和回弹法人工工作量大，测量精度较低；光回射法和声回射法对操作使用环境的要求较高，仪器容易受外界光线或噪音干扰，造成测量误差；光纤光栅传感法虽然测量精度很高，可远程测量且能抗电磁干扰，但光纤光栅传感法对温度、湿度和光源的变化较为敏感，白昼或季节的不同对其会有所影响，光电转换装置需要经常校准，不注意的话容易造成测量结果误判。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不易受外界光线、噪音、温度、湿度和电磁场的影响，灵敏度较高，对光源要求不高，光纤没有断痕，可以长时间连续稳定工作的光纤式楼宇接缝监测探头。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：光纤式楼宇接缝监测探头由活动壳侧面(1)、光纤环(2)、活动壳(3)、滑轨(4)、滑槽(5)、固定壳(6)、入射光纤缓冲段(7)、第一安装座(8)、光纤夹板(9)、夹板末端(10)、入射光纤(11)、出射光纤(12)、光纤夹槽(13)、固定壳侧面(14)、出射光纤缓冲段(15)、第一支架(16)、穿纤小孔(17)、第二支架(18)、连接片(19)、活动连杆(20)、螺丝孔(21)、第二安装座(22)、平底销轴(23)、圆头销轴(24)和微弯段(25)组成。
其中入射光纤(11)、出射光纤(12)、入射光纤缓冲段(7)、出射光纤缓冲段(15)、光纤环(2)和微弯段(25)构成光纤传感机构，滑槽(5)、固定壳(6)、第一安装座(8)、光纤夹板(9)、夹板末端(10)、光纤夹槽(13)和第一支架(16)构成固定辅助机构，活动壳(3)、滑轨(4)、第二支架(18)、连接片(19)、活动连杆(20)和第二安装座(22)构成可动辅助机构。
固定壳(6)的上下内侧均设有滑槽(5)，活动壳(3)上下外侧均设有可以在滑槽(5)中滑动的滑轨(4)，固定壳侧面(14)外侧设有第一安装座(8)和光纤夹板(9)，光纤夹板(9)上设有夹板末端(10)、光纤夹槽(13)和第一支架(16)，活动壳侧面(1)内侧设有第二支架(18)，第二支架(18)和第一支架(16)的横端面均为T形，第二支架(18)上设有三个穿纤小孔(17)，第一支架(16)上设有两个穿纤小孔(17)。
活动壳侧面(1)外侧设有连接片(19)、活动连杆(20)、第二安装座(22)、平底销轴(23)和圆头销轴(24)，活动连杆(20)的一端通过圆头销轴(24)与连接片(19)连接，活动连杆(20)的另一端通过平底销轴(23)与第二安装座(22)连接，第二安装座(22)为T形，第二安装座(22)和第一安装座(8)上均设有螺丝孔(21)。
光纤夹槽(13)中嵌有入射光纤(11)和出射光纤(12)，第一支架(16)和第二支架(18)上的穿纤小孔(17)中穿有光纤环(2)，光纤环(2)由三个椭圆形环组成，光纤环(2)与入射光纤(11)之间设有入射光纤缓冲段(7)，光纤环(2)与出射光纤(12)之间设有出射光纤缓冲段(15)。
光纤环(2)在第二支架(18)处设有三个微弯段(25)，光纤环(2)在第一支架(16)处设有两个微弯段(25)，光纤中光路的前进方向依次通过入射光纤(11)、入射光纤缓冲段(7)、光纤环(2)、出射光纤缓冲段(15)和出射光纤(12)，光纤环(2)上的五个微弯段对光信号产生光强调制，且出射光纤(12)中的光强变化为五个微弯段的损耗之和。
滑槽(5)为凹字形，滑轨(4)为凸字形，活动壳(3)、滑轨(4)和固定壳(6)的材质为铝合金，光纤夹板(9)与夹板末端(10)之间有一台阶过渡，光纤夹板(9)和夹板末端(10)的材质为软橡胶，入射光纤(11)和出射光纤(12)在光纤夹槽(13)处形成圆边V形，光纤环(2)椭圆形的长轴长为35～45mm，短轴长为20～25mm，所述的光纤在所述探头内的部分为65μm/125μm多模裸纤，第一支架(16)和第二支架(18)的材质为工程塑料。
由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：光纤式楼宇接缝监测探头不易受外界光线、噪音、温度、湿度的影响，且能抗电磁干扰，灵敏度较高，对光源要求不高，光纤没有断痕，可以长时间连续稳定工作，能对楼宇接缝和墙体裂缝进行远程测量，适用于楼宇接缝以及古建筑、建筑文物、危房或墙体裂缝等监测，以判断其安全性，达到监测楼体、保护文物或住户人身财产安全的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下2幅附图：
图1是本探头的主视图，
图2是本探头中光纤环的俯视图。
附图中所标各数字分别表示如下：
1.活动壳侧面，2.光纤环，3.活动壳，4.滑轨，5.滑槽，6.固定壳，7.入射光纤缓冲段，8.第一安装座，9.光纤夹板，10.夹板末端，11.入射光纤，12.出射光纤，13.光纤夹槽，14.固定壳侧面，15.出射光纤缓冲段，16.第一支架，17.穿纤小孔，18.第二支架，19.连接片，20.活动连杆，21.螺丝孔，22.第二安装座，23.平底销轴，24.圆头销轴，25.微弯段。
具体实施方式
1.根据图1至图2，光纤式楼宇接缝监测探头由活动壳侧面(1)、光纤环(2)、活动壳(3)、滑轨(4)、滑槽(5)、固定壳(6)、入射光纤缓冲段(7)、第一安装座(8)、光纤夹板(9)、夹板末端(10)、入射光纤(11)、出射光纤(12)、光纤夹槽(13)、固定壳侧面(14)、出射光纤缓冲段(15)、第一支架(16)、穿纤小孔(17)、第二支架(18)、连接片(19)、活动连杆(20)、螺丝孔(21)、第二安装座(22)、平底销轴(23)、圆头销轴(24)和微弯段(25)组成。
2.其中入射光纤(11)、出射光纤(12)、入射光纤缓冲段(7)、出射光纤缓冲段(15)、光纤环(2)和微弯段(25)构成光纤传感机构，滑槽(5)、固定壳(6)、第一安装座(8)、光纤夹板(9)、夹板末端(10)、光纤夹槽(13)和第一支架(16)构成固定辅助机构，活动壳(3)、滑轨(4)、第二支架(18)、连接片(19)、活动连杆(20)和第二安装座(22)构成可动辅助机构。
3.固定壳(6)的上下内侧均设有滑槽(5)，活动壳(3)上下外侧均设有可以在滑槽(5)中滑动的滑轨(4)，固定壳侧面(14)外侧设有第一安装座(8)和光纤夹板(9)，光纤夹板(9)上设有夹板末端(10)、光纤夹槽(13)和第一支架(16)，活动壳侧面(1)内侧设有第二支架(18)，第二支架(18)和第一支架(16)的横端面均为T形，第二支架(18)上设有三个穿纤小孔(17)，第一支架(16)上设有两个穿纤小孔(17)。
4.活动壳侧面(1)外侧设有连接片(19)、活动连杆(20)、第二安装座(22)、平底销轴(23)和圆头销轴(24)，活动连杆(20)的一端通过圆头销轴(24)与连接片(19)连接，活动连杆(20)的另一端通过平底销轴(23)与第二安装座(22)连接，第二安装座(22)为T形，第二安装座(22)和第一安装座(8)上均设有螺丝孔(21)。
5.光纤夹槽(13)中嵌有入射光纤(11)和出射光纤(12)，第一支架(16)和第二支架(18)上的穿纤小孔(17)中穿有光纤环(2)，光纤环(2)由三个椭圆形环组成，光纤环(2)与入射光纤(11)之间设有入射光纤缓冲段(7)，光纤环(2)与出射光纤(12)之间设有出射光纤缓冲段(15)。
6.光纤环(2)在第二支架(18)处设有三个微弯段(25)，光纤环(2)在第一支架(16)处设有两个微弯段(25)，光纤中光路的前进方向依次通过入射光纤(11)、入射光纤缓冲段(7)、光纤环(2)、出射光纤缓冲段(15)和出射光纤(12)，根据光纤微弯损耗原理，光纤环(2)上的五个微弯段对光信号产生光强调制，且出射光纤(12)中的光强变化为五个微弯段的损耗之和，所以本探头的传感灵敏度较高。
7.滑槽(5)为凹字形，滑轨(4)为凸字形，活动壳(3)、滑轨(4)和固定壳(6)的材质为铝合金，光纤夹板(9)与夹板末端(10)之间有一台阶过渡，光纤夹板(9)和夹板末端(10)的材质为软橡胶，入射光纤(11)和出射光纤(12)在光纤夹槽(13)处形成圆边V形，光纤环(2)椭圆形的长轴长为35～45mm，短轴长为20～25mm，所述的光纤在所述探头内的部分为65μm/125μm多模裸纤，第一支架(16)和第二支架(18)的材质为工程塑料。
8．安装时，本探头通过膨胀螺丝固定在楼宇接缝上且使第一安装座(8)和第二安装座(22)分别位于接缝的两侧，当楼宇缝隙发生变化时，第一安装座(8)和第二安装座(22)之间的距离发生变化，通过活动连杆(20)和第二支架(18)传递，使光纤环(2)的形状发生变化。
9.当缝隙宽度变大时，光纤环(2)形状被拉扁，微弯段(25)的曲率半径减小，光纤微弯损耗增加，输出信号变弱；当缝隙宽度变小时，光纤环(2)形状变圆，微弯段(25)的曲率半径变大，光纤微弯损耗减小，输出信号增强。
Claims (1)
1.一种光纤式楼宇接缝监测探头，由活动壳侧面(1)、光纤环(2)、活动壳(3)、滑轨(4)、滑槽(5)、固定壳(6)、入射光纤缓冲段(7)、第一安装座(8)、光纤夹板(9)、夹板末端(10)、入射光纤(11)、出射光纤(12)、光纤夹槽(13)、固定壳侧面(14)、出射光纤缓冲段(15)、第一支架(16)、穿纤小孔(17)、第二支架(18)、连接片(19)、活动连杆(20)、螺丝孔(21)、第二安装座(22)、平底销轴(23)、圆头销轴(24)和微弯段(25)组成；
其中入射光纤(11)、出射光纤(12)、入射光纤缓冲段(7)、出射光纤缓冲段(15)、光纤环(2)和微弯段(25)构成光纤传感机构，滑槽(5)、固定壳(6)、第一安装座(8)、光纤夹板(9)、夹板末端(10)、光纤夹槽(13)和第一支架(16)构成固定辅助机构，活动壳(3)、滑轨(4)、第二支架(18)、连接片(19)、活动连杆(20)和第二安装座(22)构成可动辅助机构；
其特征在于：固定壳(6)的上下内侧均设有滑槽(5)，活动壳(3)上下外侧均设有可以在滑槽(5)中滑动的滑轨(4)，固定壳侧面(14)外侧设有第一安装座(8)和光纤夹板(9)，光纤夹板(9)上设有夹板末端(10)、光纤夹槽(13)和第一支架(16)，活动壳侧面(1)内侧设有第二支架(18)，第二支架(18)和第一支架(16)的横端面均为T形，第二支架(18)上设有三个穿纤小孔(17)，第一支架(16) 上设有两个穿纤小孔(17)；
活动壳侧面(1)外侧设有连接片(19)、活动连杆(20)、第二安装座(22)、平底销轴(23)和圆头销轴(24)，活动连杆(20)的一端通过圆头销轴(24)与连接片(19)连接，活动连杆(20)的另一端通过平底销轴(23)与第二安装座(22)连接，第二安装座(22)为T形，第二安装座(22)和第一安装座(8)上均设有螺丝孔(21)；
光纤夹槽(13)中嵌有入射光纤(11)和出射光纤(12)，第一支架(16)和第二支架(18)上的穿纤小孔(17)中穿有光纤环(2)，光纤环(2)由三个椭圆形环组成，光纤环(2)与入射光纤(11)之间设有入射光纤缓冲段(7)，光纤环(2)与出射光纤(12)之间设有出射光纤缓冲段(15)；
光纤环(2)在第二支架(18)处设有三个微弯段(25)，光纤环(2)在第一支架(16)处设有两个微弯段(25)，光纤中光路的前进方向依次通过入射光纤(11)、入射光纤缓冲段(7)、光纤环(2)、出射光纤缓冲段(15)和出射光纤(12)，光纤环(2)上的五个微弯段对光信号产生光强调制，且出射光纤(12)中的光强变化为五个微弯段的损耗之和；
滑槽(5)为凹字形，滑轨(4)为凸字形，活动壳(3)、滑轨(4)和固定壳(6)的材质为铝合金，光纤夹板(9)与夹板末端(10)之间有一台阶过渡，光纤夹板(9)和夹板末端(10)的材质为软橡胶，入射光纤(11)和出射光纤(12)在光纤夹槽(13)处形成圆边V形，光纤环(2) 椭圆形的长轴长为35～45mm，短轴长为20～25mm，所述的光纤在所述探头内的部分为65μm/125μm多模裸纤，第一支架(16)和第二支架(18)的材质为工程塑料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | 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: 20170825 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |