一种基于分布式光纤应变传感器的承插式管道接口变形测量装置，属于结构健康监测领域。该测量装置包括三个分布式光纤和三个弓形测量装置，三个弓形测量装置均布在承插式管道接口的周围；弓形测量装置的一端固定于插入头的外壁上，另一端固定于承插头的外壁上，分布式光纤依次固定于插入头的外壁上、弓形光纤槽内和承插头的外壁上。弓形测量装置的外侧设有固定于承插式管上的保护外壳。该测量装置保护其埋入地下后可正常运行，可以使分布式光纤测量承插式管道接口的变形情况，拓宽分布式光纤在管道健康监测的应用范围，且操作便捷，结构简单实用。通过监测数据分析实际管道接口的变形状态，当承插接口出现危险变形时可及时发现。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种基于分布式光纤应变传感器的承插式管道接口变形测量装置，属于结构健康监测领域。
技术介绍
随着中国城市化的不断发展，城市供水系统越来越成为一个现代化城市建设与发展必不可少的基础工程。其中，供水管道的结构安全尤为关键。供水管道的变形、破坏所导致的自来水污染、路面积水与部分地区暂停供水等紧急情况将给城市居民的日常生活带来许多不便。因此，如何准确了解地下供水管道的运行情况，及时知晓供水管道的结构状态成为当下既艰难而又富有挑战性的工作。在各类供水管道之中，承插式管道最为常见。由于各段承插式管道之间的连接是通过T型橡胶圈来完成，为柔性连接，故相对于管道的整体结构强度而言，其接口处强度明显薄弱。大量资料显示，地下管道破坏大多发生在管道接口处。管道接口处的破坏主要表现为两种形式，一种是横向弯曲破坏；另外一种是轴向拉伸破坏。故在承插式管道整体结构的健康监测中，其接口处的监测尤为重要，由于柔性供水管道具有长距离、埋地环境复杂等特性，所以在众多管道健康安全监测方法当中，光纤传感监测技术凭借其具有分布式、长距离、实时性、耐腐蚀、抗电磁干扰等特点，成为管道健康安全监测的新热点。分布式光纤的工作原理是同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，并基于布里渊散射原理,结合光时域反射技术、光时域分析技术或光频域分析技术，可探测出沿光纤传播路径的不同位置的应变与温度变化，实现真正的分布式测量。其传输传感一体，测试费用低廉，故现已成为近些年发展最为迅速，应用最为广泛的管道安全监测技术之一。近些年，管道健康监测技术向着多元化、整体化、即时化的方向发展。申请公布号CN103733040A，申请公布日2014.04.16，用光纤分布式声传感器，通过监测到管道不同位置的声信号对管道进行安全监测；中国技术专利申请公布号CN103968257A，申请公布日2014.08.06，技术了一种基于网格化的光纤传感器，对地下管道进行整体监测的方法。光纤传感技术在实际柔性管道安全健康监测当中，也越来越受到关注。申请公布号CN103630265A，申请公布日2014.03.12，技术了一种基于分布式光纤的柔性管道温度的在线监测方法；中国技术授权公告号CN204142402U，授权公告日2015.02.04，通过对分布式光纤传感器的设计、布置、传输、信号处理等方面设计与创新，全面的阐述了光纤在供水管道安全监测方面的一种实用方法。分布式光纤管道的健康监测主要是针对管道的变形进行监测，而能对管道进行长距离分布式监测需要满足两个监测环境条件：一是需要光纤贴附于管体表面，并保持光纤的相对线性，不能有较大弯折，否则由弯折所导致的光损耗将使光纤测量的可用性与准确性大大降低。二是由于光纤的局部受拉性较弱，极值为20000个微应变左右，故当管道局部出现较大应变时，将会导致光纤无法承受而断裂。而在针对承插式供水管道时，由于承插式管道接口结构的复杂性和上述光纤传导的特殊性，导致光纤监测在承插式管道接口方面所使用的监测方法、装置的创新与应用则寥寥无几。而本专利所设计的测量装置与测量方法便主要针对承插式管道接口的健康状态进行监测，通过监测数据分析实际管道接口的变形状态，当承插接口出现危险变形时可及时发现。
技术实现思路
本技术提供一种基于分布式光纤应变传感器的承插式管道接口变形测量装置，由于承插式管道接口结构的复杂性和上述光纤传感的特殊性，该测量装置主要针对承插式管道接口的结构状态进行监测，通过监测数据分析实际管道接口的变形状态，当承插接口出现危险变形时可及时发现。本技术采用的技术方案是：一种基于分布式光纤应变传感器的承插式管道接口变形测量装置，它包括承插式管插入头、T型密封橡胶圈和承插式管承插头，T型密封橡胶圈置于承插式管承插头內的密封槽中后，插入承插式管插入头，它还包括三个分布式光纤和三个弓形测量装置，三个弓形测量装置均布在承插式管道接口的周围；所述弓形测量装置的一端用胶固定于承插式管插入头的外壁上，另一端用胶固定于承插式管承插头的外壁上，所述分布式光纤（1）用胶依次固定于承插式管插入头的外壁上、弓形测量装置的弓形光纤槽内和承插式管承插头的外壁上；所述弓形测量装置的外侧设有固定于承插式管插入头外壁上的左保护外壳和固定于承插式管承插头外壁上的右保护外壳，所述左保护外壳与右保护外壳紧靠在一起，左保护外壳的左端采用左侧密封挡板封闭，右保护外壳的右端采用右侧密封挡板封闭。本技术的有益效果是：这种承插式管道接口变形测量装置包括三个分布式光纤和三个弓形测量装置，三个弓形测量装置均布在承插式管道接口的周围；弓形测量装置的一端用胶固定于承插式管插入头的外壁上，另一端用胶固定于承插式管承插头的外壁上，分布式光纤用胶依次固定于承插式管插入头的外壁上、弓形测量装置的弓形光纤槽内和承插式管承插头的外壁上。弓形测量装置的外侧设有固定于承插式管上的保护外壳。该测量装置保护其埋入地下后可正常运行，可以使分布式光纤测量承插式管道接口的变形情况，拓宽分布式光纤在管道健康监测的应用范围，且操作便捷，结构简单实用。通过监测数据分析实际管道接口的变形状态，当承插接口出现危险变形时可及时发现。附图说明下面结合附图对本技术进一步说明。图1是承插式管道接口变形测量装置的结构正视图。图2是图1中的A-A视图。图3是弓形测量装置的结构正视图。图4是图3中的B-B视图。图5是端盖结构图。图6是管道接口拉伸X mm时管道的变形示意图。图7是管道接口弯曲Y（度）时管道的变形示意图。图8是与管道接口0°偏（度）的F向变形示意图。图中：1、分布式光纤，2、弓形测量装置,2a、弓形光纤槽，3、左保护外壳,3a、左侧密封挡板，3b、光纤孔，4、右保护外壳,4a、右侧密封挡板，5、承插式管插入头，6、T型密封橡胶圈,7、承插式管承插头。具体实施方式以下将结合附图对本技术实施的技术方案进行详尽、完整的描述。图1、2示出了承插式管道接口变形测量装置的结构图。图中，基于分布式光纤应变传感器的承插式管道接口变形测量装置包括承插式管插入头5、T型密封橡胶圈6、承插式管承插头7、三个分布式光纤1和三个弓形测量装置2，T型密封橡胶圈6置于承插式管承插头7內的密封槽中后，插入承插式管插入头5。三个弓形测量装置2均布在承插式管道接口的周围，弓形测量装置2的一端用胶固定于承插式管插入头5的外壁上，另一端用胶固定于承插式管承插头7的外壁上，分布式光纤1用胶依次固定于承插式管插入头5的外壁上、弓形测量装置2的弓形光纤槽2a内和承插式管承插头7的外壁上。弓形测量装置2的外侧设有固定于承插式管插入头5外壁上的左保护外壳3和固定于承插式管承插头7外壁上的右保护外壳4，左保护外壳3与右保护外壳4紧靠在一起，左保护外壳3的左端采用左侧密封挡板3a封闭，右保护外壳4的右端采用右侧密封挡板4a封闭。弓形测量装置主体采用超薄设计，厚度为1mm左右，宽度为15mm左右，其主要优点在于：由于结构小巧将基本不影响所监测管道接口的变形；并且由材料力学基本原理可知，当所监测结构出现较大变形时，其超薄设计将使该监测装置的表面应变最大值不超过分布式光纤的最大监测范围（20000微应变）；弓形测量装置的粘贴足部下表面采用磨砂处理，这样可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于分布式光纤应变传感器的承插式管道接口变形测量装置，它包括承插式管插入头（5）、T型密封橡胶圈（6）和承插式管承插头（7），T型密封橡胶圈（6）置于承插式管承插头（7）內的密封槽中后，插入承插式管插入头（5），其特征在于：它还包括三个分布式光纤（1）和三个弓形测量装置（2），三个弓形测量装置（2）均布在承插式管道接口的周围；所述弓形测量装置（2）的一端用胶固定于承插式管插入头（5）的外壁上，另一端用胶固定于承插式管承插头（7）的外壁上，所述分布式光纤（1）用胶依次固定于承插式管插入头（5）的外壁上、弓形测量装置（2）的弓形光纤槽（2a）内和承插式管承插头（7）的外壁上；所述弓形测量装置（2）的外侧设有固定于承插式管插入头（5）外壁上的左保护外壳（3）和固定于承插式管承插头（7）外壁上的右保护外壳（4），所述左保护外壳（3）与右保护外壳（4）紧靠在一起，左保护外壳（3）的左端采用左侧密封挡板（3a）封闭，右保护外壳（4）的右端采用右侧密封挡板（4a）封闭。
【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光纤应变传感器的承插式管道接口变形测量装置，它包括承插式管插入头（5）、T型密封橡胶圈（6）和承插式管承插头（7），T型密封橡胶圈（6）置于承插式管承插头（7）內的密封槽中后，插入承插式管插入头（5），其特征在于：它还包括三个分布式光纤（1）和三个弓形测量装置（2），三个弓形测量装置（2）均布在承插式管道接口的周围；所述弓形测量装置（2）的一端用胶固定于承插式管插入头（5）的外壁上，另一端用胶固定于承插式管承插头（7...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯新，李兴宇，钟胜，卢正刚，李昕，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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