CN201885707U - 分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元 - Google Patents

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王莉
李剑
刘涛
许劼
宁娜
黄东建
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Abstract

本实用新型属于光传感技术工程应用领域，涉及一种用于分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元，其特征在于：封装盒的边沿置有进缆孔和出缆孔，置于封装盒内的应变传感光缆的两端，一端通过进缆孔与前级应变传感光缆相连，另一端通过出缆孔与后级应变传感光缆接续，封装盒内应变传感光缆呈星形结构曲折往复布置连接。本实用新型的优点是传感单元中应变传感光缆及连接用传感光缆实际上为一根传感光缆，结构简单，其中“-”向的传感光缆可对缝隙的开度进行监测，而星形的另二笔，撇(/)向和捺(\)向，传感光缆则可对缝隙两侧的二结构体的沉降进行监测，且具有方向性，因此可以给出大范围空间内应变连续分布情况，使用方便。

Description

分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元
技术领域
本实用新型属于光传感技术工程应用领域，涉及一种用于分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元。
背景技术
重大土建工程结构在出现安全事故时，往往对人民生命财产造成重大损失，以至产生恶劣社会影响。因此，对重要结构健康状况的监测和评估非常必要。
在结构健康监测中，结构体之间的缝隙通常是监测的重点位置，如隧道中的环缝、纵缝、防汛墙的伸缩缝等。传统的应变传感器只能实现点式的应变监测。而分布式光纤应变传感系统应用光纤几何上的一维特性进行测量，把应变作为光纤长度位置的函数，可以给出大范围空间内沿光纤经过位置的应变连续分布情况。如果将传感光纤按照一定拓扑结构布置成二维或三维网络，则可以实现监测对象平面或立体的应变监测，克服传统点式监测方式漏检的弊端。
基于布里渊散射的分布式光纤应变传感系统可将目前广泛采用的离线、静态、被动的损伤检测，转变为在线、动态、实时的监测与控制，实现对隧道、堤坝、大桥、高层建筑、公共工程建筑等工程结构体的结构健康监测。但由于分布式光纤应变传感系统中光纤既有传感功能又有信号传输功能，且传感的功能要求更高，工程实用化难度大，而且相关工程实用技术鲜有报道。
实用新型内容
本实用新型的目的是：克服传统点式监测方式漏检的弊端，提供一种适用于分布式光纤结构健康监测系统的星形传感单元，用于监测结构体之间的缝隙的开度及结构体的沉降。
为达到上述目的，采用的技术方案是：分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元，包括应变传感光缆、固定所述应变传感光缆的专用金属夹具和封装盒，其特征在于：所述封装盒的边沿置有进缆孔和出缆孔，置于所述封装盒内的应变传感光缆的两端，一端通过进缆孔与前级应变传感光缆相连，另一端通过出缆孔与后级应变传感光缆接续，封装盒内所述应变传感光缆呈星形结构曲折往复布置连接。
封装盒内所述星形结构的六个端部分别置有专用金属夹具，所述应变传感光缆依次连接第一专用夹具、第四专用夹具、第一专用夹具、第二专用夹具、第五专用夹具、第二专用夹具、第三专用夹具、第六专用夹具、第三专用夹具，并由所述专用夹具固定，第一专用夹具上所述应变传感光缆的端部通过进缆孔与前级应变传感光缆相连，第三专用夹具上所述应变传感光缆的另一端通过出缆孔与后级应变传感光缆接续。
所述应变传感光缆分别在第一专用夹具与第四专用夹具之间，第二专用夹具与第五专用夹具之间，以及第三专用夹具与第六专用夹具之间，形成两路平行的传感光缆。
本实用新型的有益效果在于：将传感光纤按照一定拓扑结构布置成二维或三维网络，实现监测对象平面或立体的应变监测，克服传统点式监测方式漏检的弊端。本实用新型应变传感光缆星形传感单元中应变传感光缆及连接用传感光缆实际上为一根传感光缆，结构简单，其中“-”向的传感光缆可对缝隙的开度进行监测，而星形的另二笔，撇(/)向和捺(\)向，传感光缆则可对缝隙两侧的二结构体的沉降进行监测，且具有方向性，因此可以给出大范围空间内沿光纤经过位置的应变连续分布情况，使用方便。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中，1-第一专用夹具；2-第二专用夹具；3-第三专用夹具；4-第四专用夹具；5-第五专用夹具；6-第六专用夹具；7-封装盒；8-应变传感光缆；9-进缆孔；10-出缆孔；11-结构体A；12-结构体B。
具体实施方式
图1为本实用新型结构示意图。
由图可见，分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元，包括应变传感光缆8、固定所述应变传感光缆8的金属专用夹具1～6和封装盒7，其特征在于：所述封装盒7的边沿置有进缆孔9和出缆孔10，置于所述封装盒7内的应变传感光缆8的两端，一端通过进缆孔9与前级应变传感光缆8相连，另一端通过出缆孔10与后级应变传感光缆8接续，封装盒7内所述应变传感光缆8呈星形结构曲折往复布置连接。
封装盒7内所述星形结构的六个端部分别置有金属专用夹具1～6，所述应变传感光缆8依次连接第一专用夹具1、第四专用夹具4、第一专用夹具1、第二专用夹具2、第五专用夹具5、第二专用夹具2、第三专用夹具3、第六专用夹具6、第三专用夹具3，并由分别由所述专用夹具固定，第一专用夹具1上所述应变传感光缆8的端部通过进缆孔9与前级应变传感光缆相连，第三专用夹具3上所述应变传感光缆8的另一端通过出缆孔10与后级应变传感光缆8接续。
第一专用夹具1与第四专用夹具4之间，第二专用夹具2与第五专用夹具5之间，以及第三专用夹具3与第六专用夹具6之间的所述应变传感光缆8分别拉紧使其具有一定的预应力，形成两路平行的应变传感光缆，以提高监测精度。
传感单元在结构体A和结构体B两侧铺设并固定后，利用封装盒7(图1中未画出盖板)进行封装，以保护星形传感单元中的应变传感光缆。其中“-”向的传感光缆可对结构体A和结构体B之间的缝隙的开度进行监测，而星形的另二笔，撇(/)向和捺(\)向，传感光缆则可对缝隙两侧的结构体A和结构体B的沉降进行监测，且具有方向性，因此可以给出大范围空间内沿光纤经过位置的应变连续分布情况。

Claims (3)

1.分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元，包括应变传感光缆、固定所述应变传感光缆的金属专用夹具和封装盒，其特征在于：所述封装盒的边沿置有进缆孔和出缆孔，置于所述封装盒内的应变传感光缆的两端，一端通过进缆孔与前级应变传感光缆相连，另一端通过出缆孔与后级应变传感光缆接续，封装盒内所述应变传感光缆呈星形结构曲折往复布置连接。
2.根据权利要求1所述分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元，其特征在于：所述星形结构的六个端部分别置有金属专用夹具，所述应变传感光缆依次连接第一专用夹具、第四专用夹具、第一专用夹具、第二专用夹具、第五专用夹具、第二专用夹具、第三专用夹具、第六专用夹具、第三专用夹具，并由所述专用夹具固定，第一专用夹具上所述应变传感光缆的端部通过进缆孔与前级应变传感光缆相连，第三专用夹具上所述应变传感光缆的另一端部通过出缆孔与后级应变传感光缆接续。
3.根据权利要求1所述分布式光纤结构健康监测系统中的星形传感单元，其特征在于：所述应变传感光缆分别在第一专用夹具与第四专用夹具之间，第二专用夹具与第五专用夹具之间，以及第三专用夹具与第六专用夹具之间形成两路平行的传感光缆。
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