CN206235303U - 一种监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，它包括光纤线圈、包覆所述光纤线圈且粘结在墙体上的水泥砂浆体、与所述光纤线圈一端相连接且延伸至所述水泥砂浆体外的应变传感光纤以及与所述光纤线圈另一端相连接且延伸至所述水泥砂浆体外的连接光纤。采用水泥砂浆代了环氧树脂和其他粘接剂，通过光纤和水泥砂浆之间的摩擦应力，使得结构表面粘贴的应变传感光纤能够获得足够的拉应变，获得足够的量程；而且有很好的耐久性，大大提高传感器的寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锚固装置，具体涉及一种监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置。
背景技术
光纤传感技术具有众多优势，它体积小、抗电磁干扰无漂移、耐久性好、分辨率高、精度高、传输距离远，且可进行准分布式/分布式实时监测等优点，因而在结构健康监测领域被广泛应用，目前已经有多种类型的光纤传感器研发成功，可以监测应变、位移、温度、倾角等多种物理量，在超高层结构、大跨度桥梁等结构的健康监测工程中已有应用，是用于土木工程结构长期健康监测的良好传感器。
在土木工程结构健康监测工程中，应变传感光纤和混凝土结构之间粘接采用的多为环氧树脂胶，此类胶一般是两种组分液态型胶粘剂，通过混合两种组分的胶粘剂，使粘接强度在短时间内达到一个较高的水平。但是，环氧树脂胶也有缺点，比如耐久性较差，在短时间内强度较高，但在高温高湿等环境中耐久性较差。尤其在现场健康监测工程中，布设光纤传感器时，由于分布式/准分布式应变传感光纤传感器为带状结构，其监测距离较大，在整根光纤布设范围内，都需要环氧树脂进行粘接，由于现场风吹日晒，环境恶劣，粘贴光纤的环氧树脂胶经常开裂，造成应变传感光纤传感器的实效。所以急需一种方法，对于应变传感光纤传感器进行锚固，使其有较大拉应力的同时有较高的耐久性。
目前对土木工程健康监测用胶以及其耐久性的相关研究和报道很少，材料学科的相关实验得出了有关环氧树脂胶的耐久性情况。马满珍的论文《结构胶耐久性的研究》一文中，说明了粘接技术的耐久性是妨碍其实际应用的重要原因之一，在使用过程中由于环境因素和应力作用，性能会逐渐下降，以致不能使用，甚至完全破坏。文章中采用应力腐蚀试验，对金属胶粘接头的耐久性进行试验，结果表明，在温度升高和水浸泡两者分别下，粘接胶的剪切强度会逐渐下降，如果在高温热水中，其剪切强度的下降会更快。赵汉清的论文《耐久性室温固化环氧树脂结构胶的性能研究》中也提到，环氧树脂胶分为常温固化胶粘剂和高温固化胶粘剂，高温固化胶粘剂的固化温度更高、胶接强度更大、耐高温性和耐久性更好，但是对于光纤结构来说，裸光纤外需有PE等进行保护，不适合高温固化胶粘接，现场施工只能采用常温固化胶粘剂，然而低温固化胶粘剂的耐久性相对较差。健康监测工程中常用环氧树脂胶把光纤粘贴在结构表面监测应变，由于土木工程结构暴露在室外环境中，有雨雪和昼夜温度波动的情况，环氧树脂胶不能胜任长期监测的任务，需要用一种新的方法来对光纤结构端部施加应力，使得应变传感光纤伸长，应变传感光纤能够有充分的量程来测量结构表面的应变变化。
发明内容
本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，它包括光纤线圈、包覆所述光纤线圈且粘结在墙体上的水泥砂浆体、与所述光纤线圈一端相连接且延伸至所述水泥砂浆体外的应变传感光纤以及与所述光纤线圈另一端相连接且延伸至所述水泥砂浆体外的连接光纤。
优化地，所述水泥砂浆体包括包覆所述光纤线圈且粘结在墙体上的第一水泥砂浆层以及形成在所述第一水泥砂浆层外表面的第二水泥砂浆层。
优化地，至少所述光纤线圈与所述应变传感光纤一体连接。
进一步地，所述光纤线圈的直径为3~10cm。
进一步地，所述光纤线圈由总长度＞2m的传感光纤绕制而成。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，采用水泥砂浆代了环氧树脂和其他粘接剂，通过光纤和水泥砂浆之间的摩擦应力，使得结构表面粘贴的应变传感光纤能够获得足够的拉应变，获得足够的量程；而且有很好的耐久性，大大提高传感器的寿命。
附图说明
附图1为本实用新型监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置的主视图；
附图2为附图1的俯视图；
其中，1、光纤线圈；2、水泥砂浆体；21、第一水泥砂浆层；22、第二水泥砂浆层；3、应变传感光纤；4、连接光纤；5、墙体。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1和图2的监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，主要包括光纤线圈1、水泥砂浆体2、应变传感光纤3和连接光纤4。
其中，光纤线圈1由总长度＞2m的应变传感光纤绕制而成，绕制成的线圈直径为3~10cm，优选为5cm。水泥砂浆体2包覆光纤线圈1且粘结（通过502胶或AB胶等胶水粘结）在墙体5上；在本实施例中，水泥砂浆体2包括第一水泥砂浆层22和第二水泥砂浆层21，第一水泥砂浆层22包覆在光纤线圈1上且粘结在墙体5上；第二水泥砂浆层21形成在第一水泥砂浆层22的外表面上，并也与墙体5相粘结。应变传感光纤3与光纤线圈1的一端（即卷绕形成光纤线圈1的光线端部，下同）相连接，它们通常一体连接（可以视为一根较长的应变传感光纤的线圈部和外延部）。连接光纤4与光纤线圈1的另一端相连接（可以一体连接，将连接光纤4视为一根较长的应变传感光纤的连接部），它也延伸至水泥砂浆体2外，用于接入测量仪器。
上述监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置的制备方法具体为：首先，将光纤（包含有连接光纤4、应变传感光纤3和光纤线圈1；可以采用一根应变传感光纤，该应变传感光纤具有上述的线圈部、外延部和连接部）端部预留至少3m的长度，中部的至少2m缠绕成一定直径的光纤线圈1，剩下的1m作为预留端，用于连接光纤跳线。再制作一个塑料或者木头凹槽模具，内部涂油，其内部尺寸为10cm*10cm*1cm，向该模具浇入水泥砂浆，把光纤线圈1按入模具，之后用水泥砂浆（即第一水泥砂浆层22）把模具填满；对水泥砂浆进行一天的养护，使其有初步的强度，之后拆模；拉伸水泥砂浆块对光纤施加拉力，使光纤产生500με~1000με的拉伸应变，之后用502胶和/或AB胶把水泥砂浆块初步粘贴在被测结构外墙上，之后再用水泥砂浆（即第二水泥砂浆层21，尺寸为15cm*15cm*2cm）把水泥砂浆周围进行涂覆，使其完全被覆盖，并且粘贴在被测建筑物上；经过两天的养护，就可以产生强度，水泥砂浆就可以和被测建筑物粘接在一起。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，其特征在于：它包括光纤线圈（1）、包覆所述光纤线圈（1）且粘结在墙体（5）上的水泥砂浆体（2）、与所述光纤线圈（1）一端相连接且延伸至所述水泥砂浆体（2）外的应变传感光纤（3）以及与所述光纤线圈（1）另一端相连接且延伸至所述水泥砂浆体（2）外的连接光纤（4）。
2.根据权利要求1所述的监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，其特征在于：所述水泥砂浆体（2）包括包覆所述光纤线圈（1）且粘结在墙体（5）上的第一水泥砂浆层（22）以及形成在所述第一水泥砂浆层（22）外表面的第二水泥砂浆层（21）。
3.根据权利要求1所述的监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，其特征在于：至少所述光纤线圈（1）与所述应变传感光纤（3）一体连接。
4.根据权利要求1或3所述的监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，其特征在于：所述光纤线圈（1）的直径为3~10cm。
5.根据权利要求4所述的监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置，其特征在于：所述光纤线圈（1）由总长度＞2m的传感光纤绕制而成。
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|---|---|---|---|---|
| CN106441139A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 广东核电合营有限公司 | 一种监测混凝土结构应变传感光纤传感器端部锚固装置 |
| CN113125292A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-16 | 东北大学 | 预埋分布式光纤的锚固体制作装置及方法 |
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