CN208333722U - 一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，包括光纤光栅解调仪、太阳能板、光纤光栅土压计和控制中心，传输光缆通过电性接口与压力变送器相连，压力变送器内部设置有光栅传感器，感应体一侧设置有金属壳套，金属壳套通过引出光缆与应变敏感元件相连。本实用新型通过设置的高精度高量程的光纤光栅土压计、传输光缆及光纤光栅解调仪的组网，实现土体压力的实时采集，保证传感测试系统的测试精度的前提下，能够解决组网的问题、提高光纤光栅土压计的量程、灵敏度和准确度，适用于各种土木工程应用环境，通过抗干扰的可联网光纤光栅土体压力测试系统可以实现实时测试，降低人工巡检的成本，提高监控的工作效率。

Description

一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统

技术领域

本实用新型涉及光纤光栅传感器综合应用技术及土体压力测量领域，尤其是一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统。

背景技术

在填土、路基、堤坝、软基等土木工程中，岩体或土体等固体介质压力是反映土木工程结构稳定性状态的主要参数，对其实时监测，可避免重大工程事故发生，为岩土工程结构的设计、防护及理论研究提供可靠数据，对研制适用于岩土介质环境的压力传感器具有重要意义。目前土压力参数的测量多采用膜片结构，且大多使用电阻应变式、振弦式等电类土压力传感器，该类给予电信号的传感器井队，易受电磁干扰，防水性能差，使用稳定性差，不易组网分布式场参数监测，如何保证传感测试系统测试精度的前提下，解决组网的问题、杜绝干扰的影响、长期稳定工作，提高土压计的量程、灵敏度和准确度、适用于各种土木工程应用环境，成为设计土体压力测试系统的主要问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种能保证传感测试系统测试精度、解决组网的问题、杜绝干扰的影响、长期稳定工作，提高土压计的量程、灵敏度和准确度、适用于各种土木工程应用环境的土木工程用光纤光栅土体压力测试系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：本实用新型一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，包括光纤光栅解调仪、太阳能板、光纤光栅土压计和控制中心，光纤光栅解调仪通过传输光缆与光纤光栅土压计相连，光纤光栅解调仪前端面设置有太阳能板，太阳能板下端安装有控制按键，控制按键右侧设置有电源开关，控制按键左侧安装有控制面板，光纤光栅解调仪下端安装有底座，光纤光栅土压计中部安装有感应体，感应体一侧安装有安装座，安装座末端设置有安装孔，光纤光栅土压计末端安装有橡胶套，光纤光栅解调仪通过传输导线与控制中心的输入端相连，传输光缆通过电性接口与压力变送器相连，压力变送器内部设置有光栅传感器，感应体一侧设置有金属壳套，金属壳套通过引出光缆与应变敏感元件相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，太阳能板通过内部电路与控制面板电连接，且控制面板是一种触摸式显示屏，控制面板通过外围壳体嵌合于光纤光栅解调仪的前表面，将光能转化为电能，环保，并且提高了工作效率。

作为本实用新型的一种优选技术方案，橡胶套分别是设置有三组，且橡胶套在同一方向上的直径依次减小，最后一组橡胶套的直径大于传输光缆的直径，提高了部件间连接的协调性。

作为本实用新型的一种优选技术方案，感应体和金属壳套均是一种圆柱形结构，且感应体的长度大于金属壳套的长度，增大了感应体的与检测区域的接触面积，提高了检测的稳定性。

作为本实用新型的一种优选技术方案，引出光缆和传输光缆均是多导线组合包裹结构，且引出光缆的直径大于传输光缆的直径，不同粗细的光缆设置，为数据传输提高了稳定性。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型为土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，包括光纤光栅解调仪、太阳能板、光纤光栅土压计和控制中心，通过设置的高精度高量程的光纤光栅土压计、传输光缆及光纤光栅解调仪的组网，实现土体压力的实时采集，保证了传感测试系统的测试精度，解决了组网的问题，杜绝了干扰的影响，抗雷击，能够长期稳定工作，提高了土压计的量程、灵敏度和准确度，适用于各种土木工程应用环境，通过设置的抗干扰的可联网光纤光栅土体压力测试系统，可以实现实时测试，降低了人工巡检的成本，提高了监控的工作效率，通过设置的优质的恒弹性合金作为压力变送器，利用光纤光栅固有的应变传感特性研制，内置的两个光栅传感器可用于温度自补偿，提高测了试精度，通过设置的高剪切强度的胶粘剂，采用低收缩率，一套特殊的固化工艺，提高了光栅传感器的稳定性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型组网结构示意图。

图3是本实用新型主要部件结构示意图。

图中标号：1、光纤光栅解调仪；2、太阳能板；3、控制按键；4、电源开关；5、光纤光栅土压计；6、控制面板；7、底座；8、橡胶套；9、安装座；10、安装孔；11、感应体；12、传输光缆；13、控制中心；14、压力变送器；15、金属壳套；16、引出光缆；17、光栅传感器；18、应变敏感元件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：如图1-3所示，本实用新型提供一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，包括光纤光栅解调仪1、太阳能板2、光纤光栅土压计5和控制中心13，光纤光栅解调仪1通过传输光缆12与光纤光栅土压计5相连，光纤光栅解调仪1前端面设置有太阳能板2，太阳能板2下端安装有控制按键3，控制按键3右侧设置有电源开关4，控制按键3左侧安装有控制面板6，光纤光栅解调仪1下端安装有底座7，光纤光栅土压计5中部安装有感应体11，感应体11两侧均安装有安装座9，安装座9一侧设置有安装孔10，光纤光栅土压计5末端安装有橡胶套8，光纤光栅土压计末端安装有橡胶套，光纤光栅解调仪1通过传输导线与控制中心 13的输入端相连，传输光缆12通过电性接口与压力变送器14相连，压力变送器14内部设置有光栅传感器17，感应体11一侧设置有金属壳套15，金属壳套15通过引出光缆(16)与应变敏感元件18相连。

太阳能板2通过内部电路与控制面板6电连接，且控制面板6是一种触摸式显示屏，控制面板6通过外围壳体嵌合于光纤光栅解调仪1的前表面，将光能转化为电能，环保，并且提高了工作效率，橡胶套8分别是设置有三组，且橡胶套8在同一方向上的直径依次减小，最后一组橡胶套8的直径大于传输光缆12的直径，提高了部件间连接的协调性，感应体11和金属壳套15均是一种圆柱形结构，且感应体11的长度大于金属壳套15的长度，增大了感应体11 的与检测区域的接触面积，提高了检测的稳定性，引出光缆16和传输光缆12均是多导线组合包裹结构，且引出光缆16的直径大于传输光缆12的直径，不同粗细的光缆设置，为数据传输提高了稳定性。

工作原理：当工作人员使用该装置时，按下光纤光栅解调仪1上面的电源开关10，设备开始工作，通过多组光纤光栅土压计5的组网结构设计，在再通过安装座9和安装孔10进行固定安装，使其在检测振动数据的时候保持一定的稳定性，高精度高量程的光纤光栅土压计5、传输光缆12及光纤光栅解调仪1的组网，适用于各种土木工程应用环境，在工作人员检测时，通过感应体11感应并检测数的数据通过传输光缆12传输至控制中心13，实现土体压力的实时采集，在保证传感测试系统的测试精度的前提下，能够解决组网的问题、杜绝干扰的影响、抗雷击，能够长期稳定工作、提高光纤光栅土压计5的量程、灵敏度和准确度，适用于各种土木工程应用环境，通过抗干扰的可联网光纤光栅土体压力测试系统可以实现实时测试，降低人工巡检的成本，提高监控的工作效率，从而保证了装置有效运行。

本实用新型为土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，包括光纤光栅解调仪1、太阳能板 2、光纤光栅土压计5和控制中心13，通过设置的高精度高量程的光纤光栅土压计5、传输光缆12及光纤光栅解调仪1的组网，实现土体压力的实时采集，保证了传感测试系统的测试精度，解决了组网的问题，杜绝了干扰的影响，抗雷击，能够长期稳定工作，提高了光纤光栅土压计5的量程、灵敏度和准确度，适用于各种土木工程应用环境，通过设置的抗干扰的可联网光纤光栅土体压力测试系统，可以实现实时测试，降低了人工巡检的成本，提高了监控的工作效率，通过设置的优质的恒弹性合金作为压力变送器14，利用光纤光栅固有的应变传感特性研制，内置的两个光栅传感器17可用于温度自补偿，提高测了试精度，通过设置的高剪切强度的胶粘剂，采用低收缩率，一套特殊的固化工艺，提高了光栅传感器17的稳定性。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，其特征在于，包括光纤光栅解调仪(1)、太阳能板(2)、光纤光栅土压计(5)和控制中心(13)，光纤光栅解调仪(1)通过传输光缆(12)与光纤光栅土压计(5)相连，光纤光栅解调仪(1)前端面设置有太阳能板(2)，太阳能板(2)下端安装有控制按键(3)，控制按键(3)右侧设置有电源开关(4)，控制按键(3)左侧安装有控制面板(6)，光纤光栅解调仪(1)下端安装有底座(7)，光纤光栅土压计(5)中部安装有感应体(11)，感应体(11)一侧安装有安装座(9)，安装座(9)上表面设置有安装孔(10)，光纤光栅土压计(5)末端安装有橡胶套(8)，光纤光栅解调仪(1)通过传输导线与控制中心(13)的输入端相连，传输光缆(12)通过电性接口与压力变送器(14)相连，压力变送器(14)内部设置有光栅传感器(17)，感应体(11)一侧设置有金属壳套(15)，金属壳套(15)通过引出光缆(16)与应变敏感元件(18)相连。

2.根据权利要求1所述的一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，其特征在于，太阳能板(2)通过内部电路与控制面板(6)电连接，且控制面板(6)是一种触摸式显示屏，控制面板(6)通过外围壳体嵌合于光纤光栅解调仪(1)的前表面。

3.根据权利要求1所述的一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，其特征在于，橡胶套(8)分别是设置有三组，且橡胶套(8)在同一方向上的直径依次减小，最后一组橡胶套(8)的直径大于传输光缆(12)的直径。

4.根据权利要求1所述的一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，其特征在于，感应体(11)和金属壳套(15)均是一种圆柱形结构，且感应体(11)的长度大于金属壳套(15)的长度。

5.根据权利要求1所述的一种土木工程用光纤光栅土体压力测试系统，其特征在于，引出光缆(16)和传输光缆(12)均是多导线组合包裹结构，且引出光缆(16)的直径大于传输光缆(12)的直径。