基于自感知碳纤维布的结构加固和多参量同步监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于自感知碳纤维布的结构加固和多参量同步监测装置，涉及土木结构加固监测技术。本装置是：复合在自感知碳纤维布上的成对压电材料传感器分别与NI信号采集卡连接，NI信号采集卡与评定系统连接，获得监测加固结构损伤和病害的能力；复合在自感知碳纤维布上的多芯光纤与多芯光纤耦合器相连，多芯光纤耦合器、光开关、分布式光纤布里渊传感系统和评定系统依次连接，获得监测土木结构应力变化、弯曲变化和温度变化的能力。本发明专利技术在加固土木结构的同时，长期提供加固结构的服役状态，有效提高监测效率，施工便捷，成本低廉；广泛适用于混凝土建筑物及桥梁的梁、柱、面板加固与监测，隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固与监测。

【技术实现步骤摘要】
基于自感知碳纤维布的结构加固和多参量同步监测装置
本专利技术涉及土木结构加固监测技术，尤其涉及一种基于自感知碳纤维布的结构加固和多参量同步监测装置。
技术介绍
虽然土木结构在设计阶段就被要求在正常使用条件下、在预定使用时间内严格满足设计所赋予的功能需求，但是处于自然环境中的土木结构在服役过程中会不断受到各种不确定因素的影响，比如地震、火灾和台风等偶然荷载，土木结构地基的不均匀沉降及屋面荷载超载等。这些情况的发生严重威胁了结构的安全性、适用性和耐久性。此外，许多需要改变建筑用途的和已经接近或达到设计使用年限的土木结构也迫切需要进行维修加固。针对这些情形，碳纤维增强材料（CarbonFiberReinforcedPolymer，CFRP）因其轻质高强、耐腐蚀性和耐久性强、施工便捷、对结构影响小等优点在工程加固领域被广泛采用。与此同时，对土木结构的健康状况进行实时监测，及时发现和评估其损伤的位置、类型和程度，预测其承载能力和剩余寿命，提供设计维护方案的依据，对提高土木结构的运营效率，保障人民生命财产安全具有极大意义。压电材料机电特性优良、体积小、重量轻、造价低、响应快、灵敏度高、使用寿命长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自感知碳纤维布（10），包括工作对象——土木结构（15）；其特征在于：设置有第1、2压电材料传感器（11、12），多芯光纤（13）和碳纤维布（14）；第1、2压电材料传感器（11、12）通过环氧树脂粘结集成在碳纤维布（14）上，或者编织在碳纤维布（14）内并通过环氧树脂粘结固定，多芯光纤（13）被编织在碳纤维布（14）内；自感知碳纤维布（10）通过环氧树脂浸渍胶粘结在土木结构（15）上进行加固，并使第1、2压电材料传感器（11、12）分别位于土木结构（15）监测点两侧相对位置，使多芯光纤（13）位于土木结构（15）受力敏感方向。

【技术特征摘要】
1.一种自感知碳纤维布（10），包括工作对象——土木结构（15）；其特征在于：设置有第1、2压电材料传感器（11、12），多芯光纤（13）和碳纤维布（14）；第1、2压电材料传感器（11、12）通过环氧树脂粘结集成在碳纤维布（14）上，或者编织在碳纤维布（14）内并通过环氧树脂粘结固定，多芯光纤（13）被编织在碳纤维布（14）内；自感知碳纤维布（10）通过环氧树脂浸渍胶粘结在土木结构（15）上进行加固，并使第1、2压电材料传感器（11、12）分别位于土木结构（15）监测点两侧相对位置，使多芯光纤（13）位于土木结构（15）受力敏感方向。2.一种基于自感知碳纤维布的结构加固和多参量同步监测装置，其特征在于：包括自感知碳纤维布（10）、NI信号采集卡（20）、多芯光纤耦合器（30）、光开关（40）、分布式光布里渊传感系统（50）和评定系统（60）；其连接关系是：复合在自感知碳纤维布（10）上的第1、2压电材料传感器（11、12）分别通过线缆与NI信号采集卡（20）连接，NI信号采集卡（20）与评定系统（60）连接，获得识别土木结构（15）损伤的能力；复合在自感知碳纤维布（10）上的多芯光纤（13）与多芯光纤耦合器（30）相连，多芯光纤耦合器（30）、光开关（40）、分布式光纤布里渊传感系统（50）和评定系统（60）依次连接，获得监测土木结构（15）应力变化、弯曲变化和温度变化的能力。3.一种基于自感知碳纤维布的结构加固和多参量同步监测方法，其特征在于：①将自感知碳纤维布（10）通过环氧树脂浸渍胶粘结在土木结构（15）表面进行加固，并使成对的第1、2压电材料传感器（11、12）分别位于被加固土木结构（15）监测点两侧相对位置，第1、2压电材料传感器（11、12）分别作为监测装置的信号驱动器和信号接收器；②将成对的第1、2压电材料传感器（11、12）分别通过线缆连接到NI信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯谦，梁亚斌，蔡思佳，王浩，
申请(专利权)人：武汉地震工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42