CN219830157U - 一种方形锚索测力光纤传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种方形锚索测力光纤传感器，包括锚索测力计主体，锚索测力计主体上设若干光纤保护弯头和应变光纤光栅，光纤保护弯头上设M6压线端子，M6压线端子上固定外部引线，M6压线端子上套有保护套管。本实用新型中，锚索测力计主体四个侧面都粘贴两根应变光纤光栅，可以更好的监测外力变化，不受外力方向偏移的影响，外力会通过锚索测力计主体直接作用到应变光纤光栅，从而监测隧洞内混凝土的预应力锚固效果和预应力荷载变化情况，解决现有传感器无法在珠三角输水隧洞内进行混凝土预应力监测的问题，克服电子同类产品在潮湿空气中传感器内部凝结和电磁干扰的问题，大大延长了传感器的使用寿命，提高了传感器在电磁干扰下的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤传感器技术领域，具体涉及一种方形锚索测力光纤传感器。
背景技术
光纤光栅自问世以来，已广泛应用于光纤传感领域。由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本以及和普通光纤的良好的兼容性等优点，所以越来越受人们的关注。由于光纤光栅的谐振波长对应力应变和温度的变化敏感，所以主要用于温度和应力应变的测量。
珠三角预应力混凝土内衬钢绞线双层双圈的锚具为非标准的方形锚具，目前市面上没有与之相切合的传感器。此外，国产振弦式方形锚索测力计虽可生产但密封结构无法满足耐水压要求，而光纤光栅方形锚索测力计由于光纤回弯半径限制导致测力计无法制作。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种方形锚索测力光纤传感器。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本实用新型采用的技术方案为：
一种方形锚索测力光纤传感器，包括锚索测力计主体，所述锚索测力计主体上设置有若干个光纤保护弯头和若干个应变光纤光栅，所述光纤保护弯头上设置有M6压线端子，所述M6压线端子上固定有外部引线，所述M6压线端子上套有保护套管。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述锚索测力计主体上螺纹连接有四个光纤保护弯头，所述锚索测力计主体四个侧面分别粘贴有两根应变光纤光栅，所述应变光纤光栅共有八根。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述应变光纤光栅通过聚酰亚胺胶粘贴至锚索测力计主体侧面的竖直光纤粘贴槽内，所述锚索测力计主体同一面平行设置两个竖直光纤粘贴槽。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述锚索测力计主体同一面的两个竖直光纤粘贴槽一端通过圆弧连接槽a连通到一起，另一端通过圆弧连接槽b相连并通过锚索测力计主体相邻面连接孔与相邻侧面的螺纹孔相连，所述锚索测力计主体同一面的两根应变光纤光栅首尾相连，未连接到一起的两头通过锚索测力计主体相邻面连接孔连到侧面并通过光纤保护弯头与外部引线连到一起。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述锚索测力计主体上两个相邻侧面分别设置有两个螺纹孔，所述螺纹孔共有四个，每个螺纹孔螺纹连接一个光纤保护弯头。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述光纤保护弯头一端设置有用于安装M6压线端子的螺纹连接孔，所述M6压线端子一端为空心钢管，用于固定外部引线。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述竖直光纤粘贴槽的深度为2mm，宽度为2mm，长度为20-40mm。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述外部引线为铠装光缆。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述锚索测力计主体上下两面开有8个外部安装通孔，用于与外部结构安装。
在本实用新型公开的一种方形锚索测力光纤传感器中，所述锚索测力计主体采用45钢，所述保护套管采用PVC橡胶套管。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型公开了一种方形锚索测力光纤传感器，包括锚索测力计主体，锚索测力计主体上设置有若干个光纤保护弯头和若干个应变光纤光栅，光纤保护弯头上设置有M6压线端子，M6压线端子上固定有外部引线，M6压线端子上套有保护套管。本实用新型提供的方形锚索测力光纤传感器，锚索测力计主体采用45钢制作而成，可保证其应变与锚索测力计受到的外力成线性关系变化，锚索测力计主体四个侧面都粘贴有两根应变光纤光栅，可以更好的监测外力的变化，不受外力方向偏移的影响，锚索测力计主体根据实际外力要求，改变锚索测力计主体的高度，保证在锚索测力计受到外力最大值处，应变光纤光栅的波长变化为1000微应变，从而保证应变传感器的精度和量程，整体结构简单、安装简易，通过其内部的8个通孔直接和外部钢绞线结构连接安装，钢绞线所受外力变化后，外力会通过锚索测力计主体直接作用到应变光纤光栅，从而监测隧洞内混凝土的预应力锚固效果和预应力荷载变化情况，解决了现有传感器无法在珠三角输水隧洞内进行混凝土预应力监测的问题，而且克服了电子同类产品在潮湿空气中传感器内部凝结和电磁干扰的问题，大大延长了传感器的使用寿命，提高了传感器在电磁干扰下的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的锚索测力计主体和光纤保护弯头的结构示意图；
图2-3分别为本实用新型的锚索测力计主体的侧面结构示意图；
图4为本实用新型的锚索测力计主体的正视图；
图5为本实用新型的锚索测力计主体的左视图；
图6为本实用新型的锚索测力计主体的后视图；
图7为本实用新型的锚索测力计主体的右视图；
图8为本实用新型的锚索测力计主体的前视图；
其中，1、锚索测力计主体；11、锚索测力计主体相邻面连接孔；12：竖直光纤粘贴槽；13：圆弧连接槽a；14：外部安装通孔；15：螺纹孔；16：圆弧连接槽b；2、光纤保护弯头；3、外部引线；4、保护套管；5、M6压线端子；6、应变光纤光栅。
具体实施方式
下面对本实用新型进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
如图1-8所示，一种方形锚索测力光纤传感器，主要用于监测隧洞内混凝土的预应力锚固效果和预应力荷载变化情况，该光纤传感器包括锚索测力计主体1及与其螺纹连接的四个光纤保护弯头2，还包括使用聚酰亚胺胶粘贴至锚索测力计主体1四个侧面的八根应变光纤光栅6，光纤保护弯头2上设置有用于安装M6压线端子5的螺纹连接孔，光纤保护弯头2上螺纹连接有M6压线端子5，M6压线端子5一端为空心钢管，用于固定外部引线3，M6压线端子5上套有保护套管4，采用PVC橡胶材质，可用于保护M6压线端子5，避免其划伤。该光纤传感器通过设置光纤保护弯头2和M6压线端子5，将应变光纤光栅6和外部引线3连接，保护连接处的光纤光栅，同时外部引线3使用铠装光缆，可保护内部的光纤光栅。
作为具体的一种实施方式，锚索测力计主体1的每一面均平行设置有两个竖直光纤粘贴槽12，竖直光纤粘贴槽12的深度为2mm，宽度为2mm，长度为20-40mm，应变光纤光栅6通过聚酰亚胺胶均匀的粘贴到锚索测力计主体1侧面的竖直光纤粘贴槽12内，同一面的两个竖直光纤粘贴槽12一端通过圆弧连接槽a13连通到一起，另一端则通过圆弧连接槽b16相连接并通过锚索测力计主体相邻面连接孔11与相邻侧面的螺纹孔15连接，锚索测力计主体1的四个侧面都粘贴有两根应变光纤光栅6，从而可以更好的监测外力的变化，不受外力方向偏移的影响，同一面的两根应变光纤光栅6首尾相连，未连接到一起的两头通过锚索测力计主体相邻面连接孔11连到侧面，并通过光纤保护弯头2与外部引线3连到一起，通过设置八根应变光纤光栅6可以更全面的采集锚索测力计主体1受到的外力，并通过平均值获得更接近于真实的外力值。
锚索测力计主体1上两个相邻侧面分别设置有两个螺纹孔15，螺纹孔15共有四个，每个螺纹孔15螺纹连接一个光纤保护弯头2，光纤保护弯头2一端设置有螺纹连接孔，与M6压线端子5一端螺纹连接，M6压线端子5一端为空心钢管，用于固定外部引线3。
锚索测力计主体1采用45钢制作而成，可保证其应变与锚索测力计受到的外力成线性关系变化。
锚索测力计主体1可以根据实际外力要求改变锚索测力计主体1的高度，保证在锚索测力计受到外力最大值处，应变光纤光栅6的波长变化为1000微应变，从而保证传感器的精度和量程。
锚索测力计主体1上下两面开有8个外部安装通孔14，用于与外部结构安装。将光纤传感器安装到外部结构如钢绞线上后，钢绞线上所受的拉力会直接传递给锚索测力计主体1，锚索测力计主体1的四个侧面由于分别粘贴有两根应变光纤光栅6，当锚索测力计主体1受到外力变化后，八根应变光纤光栅6的波长会随外力的变化而变化，从而根据八根应变光纤光栅6的波长平均值，可以得到此时外力值。
本实用新型结构简单，安装简易，使用八根应变光纤光栅6全面检测监测隧洞内混凝土的预应力锚固效果和预应力荷载变化情况，更准确的反映实际情况，同时，采用应变光纤光栅6作为采集元件，兼具良好的抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度等特性。
本实用新型未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，包括锚索测力计主体，所述锚索测力计主体上设置有若干个光纤保护弯头和若干个应变光纤光栅，所述光纤保护弯头上设置有M6压线端子，所述M6压线端子上固定有外部引线，所述M6压线端子上套有保护套管。
2.根据权利要求1所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述锚索测力计主体上螺纹连接有四个光纤保护弯头，所述锚索测力计主体四个侧面分别粘贴有两根应变光纤光栅，所述应变光纤光栅共有八根。
3.根据权利要求2所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述应变光纤光栅通过聚酰亚胺胶粘贴至锚索测力计主体侧面的竖直光纤粘贴槽内，所述锚索测力计主体同一面平行设置两个竖直光纤粘贴槽。
4.根据权利要求3所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述锚索测力计主体同一面的两个竖直光纤粘贴槽一端通过圆弧连接槽a连通到一起，另一端通过圆弧连接槽b相连并通过锚索测力计主体相邻面连接孔与相邻侧面的螺纹孔相连，所述锚索测力计主体同一面的两根应变光纤光栅首尾相连，未连接到一起的两头通过锚索测力计主体相邻面连接孔连到侧面并通过光纤保护弯头与外部引线连到一起。
5.根据权利要求1所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述锚索测力计主体上两个相邻侧面分别设置有两个螺纹孔，所述螺纹孔共有四个，每个螺纹孔螺纹连接一个光纤保护弯头。
6.根据权利要求1所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述光纤保护弯头一端设置有用于安装M6压线端子的螺纹连接孔，所述M6压线端子一端为空心钢管，用于固定外部引线。
7.根据权利要求4所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述竖直光纤粘贴槽的深度为2mm，宽度为2mm，长度为20-40mm。
8.根据权利要求1所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述外部引线为铠装光缆。
9.根据权利要求1所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述锚索测力计主体上下两面开有8个外部安装通孔，用于与外部结构安装。
10.根据权利要求1所述的一种方形锚索测力光纤传感器，其特征在于，所述锚索测力计主体采用45钢，所述保护套管采用PVC橡胶套管。
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