【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于古建筑修复，具体涉及一种具有引光和检测功能的古建筑修复结构及其制造方法。
技术介绍
1、中国古建筑蕴含着中国传统文化内涵及制作工艺，其历经千年风雨，沉淀为结构严谨、造型精美的历史文化遗产。
2、但随着时间的推移，古建筑难以避免的会存在结构损耗，需要人为对局部损坏严重的构件进行修复性替换。同时寺院、庙宇殿堂大多光线暗淡，靠天然采光难以达到室内环境应有的光照条件。另外，由于古建筑需要对其环境温度和结构内部所受应力进行监测，现有的监测方法需要额外布置多个传感器并进行布线，实施繁琐、成本高、维护不便。
3、因此，如何同时解决古建筑采光差、改善建筑遗产环境属性并提供有效的监测预防性保护手段就成为一个值得重点关注的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种具有引光和检测功能的古建筑修复结构及其制造方法，能够同时解决古建筑采光、环境监测、建筑损耗结构修复替换等问题。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术公开了一种具有引光和检测功能的古建筑修复结构，包括菲涅尔透镜、3d打印修复体、传导光纤、解调仪和若干光纤光栅传感器；
4、传导光纤预埋在3d打印修复体内；菲涅尔透镜固定在打印修复体上端面上；传导光纤主线的一端设在菲涅尔透镜的焦点处，另一端与解调仪连接；若干光纤光栅传感器设在传导光纤的主线上；传导光纤的主线连接有若干支线，支线能够外接照明装置；3d打印修复体上设有
5、优选地，传导光纤与解调仪连接的端部外包覆有加强层。
6、进一步优选地，所述加强层为热缩管。
7、优选地，光纤光栅传感器为光纤布拉格光栅传感器。
8、优选地，光纤光栅传感器由普通光纤光栅与镀金光纤光栅串联熔接组成。
9、优选地，光纤光栅传感器沿传导光纤长度每0.8～1.2m设置1个。
10、优选地，所述连接结构为榫卯结构、齿连接、螺栓连接、钉连接或键连接。
11、优选地，3d打印修复体材质为掺杂碳纤维的聚乙烯。
12、本专利技术公开的上述具有引光和检测功能的古建筑修复结构的制造方法，包括：
13、s1：根据待修复的古建筑结构，确定3d打印修复体的模型尺寸和打印参数；
14、s2：完成传导光纤的预制备工作，主线上制备若干光纤光栅，根据s1确定的3d打印修复体的模型尺寸和打印参数进行3d打印，3d打印过程中，将传导光纤埋入3d打印修复体中；
15、s3：将菲涅尔透镜固定在打印修复体上端面上；传导光纤主线的一端设在菲涅尔透镜的焦点处，另一端经热熔后与解调仪连接；传导光纤的若干支线伸出3d打印修复体，并与照明装置连接。
16、优选地，s1中，确定3d打印修复体的模型尺寸时，预留传导光纤和光纤光栅传感器的埋入结构；s2中，光纤光栅传感器由普通光纤光栅与镀金光纤光栅串联熔接组成；埋入光纤光栅传感器时，在嵌入3d打印修复体和3d打印材料固化过程中始终保持光纤光栅传感器的预应力状态。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
18、本专利技术公开的一种具有引光和检测功能的古建筑修复结构，通过3d打印的方式固定菲涅尔透镜，利用透镜聚焦完成被动式顶面采光，根据待修复部位设计安装结构，并在3d打印修复体中埋入传导光纤及光纤光栅传感器，从而得到兼具引光和检测功能的古建筑修复结构，能够同时用于应变和温度参量的测量。3d打印技术制造出的各种具有复杂结构和形状的修复体，能够满足各种古建筑的修复工作，可以根据古建筑构件的特点，如古建筑中常见的榫卯结构，在不破坏原有结构的基础上完成修复。在功能方面，一方面实现了光导结构对太阳光的室内引用，另一方面在传导光纤上设计光纤光栅传感器，在导光的同时，实现对古建筑温度和结构变形的健康监测，同时解决古建筑采光、环境监测、建筑损耗结构修复替换等问题。
19、本专利技术不仅能有效满足古建筑的照明条件，而且实现了对古代文化遗产的保护，防范如2019年巴黎圣母院及2021年云南翁丁村老寨大火等环境灾害，避免其对人类建筑遗产造成的重大损失。除为游客参观创造更好的环境外，还有利于科研、保护等工作的深入开展，具有重要的理论研究意义、工程应用价值和市场应用潜力。同时该技术设计方案可以实现全系统自身的稳定可靠，可以弥补传统电类测量仪器的不足，拥有铺埋后低成本运营等优势，具有重要的工程应用价值和市场应用潜力。
20、进一步地，传导光纤与解调仪连接的端部外包覆有加强层，能够增强光纤埋入衔接处的强度，避免断裂。
21、更进一步地，所述加强层采用热缩管，能够在工艺上增大光纤强度同时不增加光纤体积，制造方便。
22、进一步地，3d打印修复体采用掺杂碳纤维的聚乙烯，使古建筑修复结构与木头的热膨胀系数及机械韧性等更加相近，更适合对木质结构的部分替换。在结构方面，在聚乙烯塑料中加入碳纤维可以增加3d打印材料的韧性。
23、本专利技术公开的上述具有引光和检测功能的古建筑修复结构的制造方法，步骤简单高效，制造的产物能够同时解决古建筑采光、环境监测、建筑损耗结构修复替换等问题，具有重要的工程应用价值和市场应用潜力。
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1.一种具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，包括菲涅尔透镜(1)、3D打印修复体(2)、传导光纤(3)、解调仪(5)和若干光纤光栅传感器(4)；
2.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，传导光纤(3)与解调仪(5)连接的端部外包覆有加强层。
3.根据权利要求2所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，所述加强层为热缩管。
4.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，光纤光栅传感器(4)为光纤布拉格光栅传感器。
5.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，光纤光栅传感器(4)由普通光纤光栅与镀金光纤光栅串联熔接组成。
6.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，光纤光栅传感器(4)沿传导光纤(3)长度每0.8～1.2m设置1个。
7.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，所述连接结构为榫卯结构、齿连接、螺栓连接、钉连接或键连接。
8
9.根据权利要求1～8任意一项所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构的制造方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构的制造方法，其特征在于，S1中，确定3D打印修复体(2)的模型尺寸时，预留传导光纤(3)和光纤光栅传感器(4)的埋入结构；S2中，光纤光栅传感器(4)由普通光纤光栅与镀金光纤光栅串联熔接组成；埋入光纤光栅传感器(4)时，在嵌入3D打印修复体(2)和3D打印材料固化过程中始终保持光纤光栅传感器(4)的预应力状态。
...【技术特征摘要】
1.一种具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，包括菲涅尔透镜(1)、3d打印修复体(2)、传导光纤(3)、解调仪(5)和若干光纤光栅传感器(4)；
2.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，传导光纤(3)与解调仪(5)连接的端部外包覆有加强层。
3.根据权利要求2所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，所述加强层为热缩管。
4.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，光纤光栅传感器(4)为光纤布拉格光栅传感器。
5.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，光纤光栅传感器(4)由普通光纤光栅与镀金光纤光栅串联熔接组成。
6.根据权利要求1所述的具有引光和检测功能的古建筑修复结构，其特征在于，光纤光栅传感器(4)沿传导光纤(3)长度...
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