【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用光纤光栅传感器间接测量变形梁表面变形的装置及方法,特别是涉及到一种基于光纤光栅技术的应变传感器及温度自动补偿的方法,这种智能变形梁能安装在建筑物的表面和内部,测量土木建筑结构中钢筋、混凝土或者其他结构的变形。
技术介绍
传统的位移计可以测量结构物表面的位移,但是无法测量连续变形以及结构物内部的位移。结构物内部的老化、损坏等大都是由内部裂纹开始进而扩展到表面,因此,本专利技术可以及早的探测到结构物或者土体内部的变形。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题而提供的一种基于光纤光栅传感器的土体变形测量系统。为了实现上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种光纤光栅传感器阵列,弹性变性梁,保护涂层。所述变性梁材料采用树脂材质。所述变性光纤光栅工作原理如下:对于光纤光栅传感器阵列,变形引起的不同位置的FBG布拉格光栅波长的漂移,波长漂移与应变的关系如下:(1)式中,ΔλB为波长变化值,λB为波长值,Pe为光纤的光弹系数,Δε为应变变化值,α为光纤的热光系数,ΔT为温度变化值。弹性梁埋入土体后,随着土体一起变形,弹性梁的变形会引起梁表面光栅传感器产生拉伸或压缩,进而产生应变,通过光纤光栅传感器的应变得到变性梁的弯曲应变轴向应变分别如下:(2a)(2b)式中,εiA和εiB分别是轴向应变和弯曲应变,εia和εib为变性梁上下表面对称位置处的应变值,由公式(1)可以求得。根据弹性力学变形梁理论,弹性梁的位移与表面应变的关 ...
【技术保护点】
一种集成温度自补偿的光纤光栅变形梁,其特征在于:改集成温度自补偿的变形梁包括光纤光栅传感器(1),变形梁(2),基座(3)和光纤(4);所述光纤光栅传感器(1)由同型号的单模光纤不同波长的两根光栅(101、102)构成;所述变形梁(2)为高弹性的树脂梁;所述基座(3)为带通道的金属方块;所述光纤(4)为带接头(AC/APC)的单模光纤;工作状态下,高弹性的树脂梁一段解除于被测物体表面,与被测物体一起变形,带动树脂梁的变形,从而使光纤光栅的变形。
【技术特征摘要】
1.一种集成温度自补偿的光纤光栅变形梁,其特征在于:改集成温度自补偿的变形梁包括光纤光栅传感器(1),变形梁(2),基座(3)和光纤(4);
所述光纤光栅传感器(1)由同型号的单模光纤不同波长的两根光栅(101、102)构成;
所述变形梁(2)为高弹性的树脂梁;
所述基座(3)为带通道的金属方块;
所述光纤(4)为带接头(AC/APC)的单模光纤;
工作状态下,高弹性的树脂梁一段解除于被测物体表面,与被测物体一起变形,带动树脂梁的变形,从而使光纤光栅的变形。
2.根据权利要求1所述的集成温度自补偿的光纤光栅变形梁,其特征在于,该集成温度自补偿的光纤光栅变形梁在轴心对称位置有两个细小的凹槽(7),所述凹槽用于安装和保护光纤光栅传感器,从而光纤光栅传感器可以保护和安装在变形梁的上下两侧面。
3.一种监测位移的方法,其特征在于:它是利用要求1所述的光纤光栅传感器实现监测位移的方法,其具体方法是:准备好所需数量的光纤光栅传感器、配套测试设备(10)以及连接光纤;...
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