【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤传感，具体涉及一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置。
技术介绍
1、钢筋混凝土结构在现代建筑领域得到了广泛的应用，它的安全性和稳定性对于整个建筑的使用寿命至关重要。钢筋混凝土结构存在一些常见的内在问题，尤其是钢筋腐蚀问题，往往因为混凝土保护层而难以进行检测，这给建筑的安全性带来了隐患，钢筋腐蚀将会导致混凝土开裂，严重影响其结构性能，甚至可能引发建筑崩塌等严重后果。对于这一问题，目前已有许多针对钢筋腐蚀的监测技术，如电化学方法、声发射技术、电磁波检测法等。但是，这些监测手段不仅需要复杂的设备和技术，还存在着许多局限性，例如对环境条件的依赖性强，无法实现长期、连续的监测，以及无法准确检测出早期腐蚀等问题。光纤光栅传感器因其具有测量精度高、抗电磁干扰、抗腐蚀等性能以及可进行长期连续监测等优点，是一种理想的钢筋腐蚀监测手段。因此，现在急需提供一种用于监测钢筋混凝土腐蚀程度的光纤光栅监测装置。
技术实现思路
1、本专利技术需要解决的技术问题是提供一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，能够同时满足对钢筋混凝土铸件长期实时监测、具有较高的稳定性和灵敏性，且灵敏度可调，并且能够进行温度补偿及时分辨出钢筋发生腐蚀时更细小的变化，在节约装置成本的同时能够准确的为钢筋混凝土结构的维护和监测提供更重要的数据支撑。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，包括基座，基座底
4、本专利技术技术方案的进一步改进在于：杠杆旋转臂并排设置2个，基座上下两侧设置两支光纤光栅，杠杆旋转臂分别和上下两支光纤光栅接触。
5、本专利技术技术方案的进一步改进在于：杠杆旋转臂为l型结构，包括长臂和短臂，两个杠杆旋转臂的长臂伸向基座主体外，两个短臂朝向相反分别和上下两侧光纤光栅接触。
6、本专利技术技术方案的进一步改进在于：支撑梁上分别设置杠杆臂固定轴和固定螺钉，杠杆臂固定轴和固定螺钉相配合，杠杆臂固定轴和固定螺钉与支撑梁的中心孔在同一水平线上。
7、本专利技术技术方案的进一步改进在于：杠杆旋转臂的长臂一端设有用于插接爪装配插槽的配合插槽，杠杆旋转臂的长臂上设置固定轴心，杠杆臂固定轴穿过固定轴心和支撑梁的中心孔将两个杠杆旋转臂铰接在支撑梁两侧。
8、本专利技术技术方案的进一步改进在于：基座的上顶和下底均分隔设置两个固定台，固定台上设置有用于固定增敏绞线的旋钮，旋钮下方开设有用于固定光纤光栅的光栅固定槽，光纤光栅纤头与纤尾分别粘接在同侧的两个固定台的光栅固定槽中，光纤光栅栅区与增敏绞线粘接，杠杆旋转臂的短臂正对同侧的两个固定台中间。
9、本专利技术技术方案的进一步改进在于：基座为箱体结构，基座两侧开设有用于固定防尘板的固定滑轨，防尘板插入固定滑轨内，杠杆旋转臂一端通过基座一侧开设的通过窗伸出基座主体外，固定台同侧的基座侧面上开设有光纤过孔，光纤光栅的尾纤部分通过光纤过孔伸出基座主体外与解调仪相连。
10、本专利技术技术方案的进一步改进在于：杠杆旋转臂的短臂一端的外侧面上开设有用于固定杠杆平衡配重块的滑动槽，固定轴心一侧设有与支撑梁连接的固定盘，滑动槽下方设置有光栅压动槽，光栅压动槽和光纤光栅接触。
11、本专利技术技术方案的进一步改进在于：测量接触爪设有与待测钢筋紧密贴合的爪头，爪头下部设有弹簧式挡钉，弹簧式挡钉上开设有销钉通孔。
12、本专利技术技术方案的进一步改进在于：爪装配插槽设有圆筒槽，圆筒槽上开设有与弹簧式挡钉对应的销钉通孔，测量接触爪和爪装配插槽通过销钉与销钉通孔相配合固定连接，爪装配插槽下端设有防滑纹与插接槽，爪装配插槽与测量接触爪可分离拆解。
13、由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
14、本专利技术能够对钢筋混凝土结构的表面腐蚀和内部腐蚀状态进行长期实时监测。
15、由于采用二级增敏方法进行装置结构的增敏，通过杠杆旋转臂和增敏绞线分别对装置结构增敏，使用杠杆结构可以对腐蚀产生的应变进行放大；将光栅粘接在增敏绞线上，不仅保证了光纤光栅的使用寿命，还可以通过拧动基座固定台上的旋钮对增敏绞线进行旋紧，进而使得光纤光栅的预拉伸增加，灵敏度提高。
16、根据待监测环境不同，按照需求将杠杆旋转臂通过更改杠杆结构动力臂和阻力臂的比例调整放大倍数，以达到特定环境的更高的灵敏度。同时通过更改增敏绞线的旋紧程度来更改本专利技术的极限测量范围与装置对应的灵敏度，增敏绞线旋紧程度越紧，灵敏度越高测量范围小。
17、由于采用杠杆旋转臂进行测量所受到的摩擦力以及本专利技术结构的自身重力影响较大，因此使用增加配重的方式对杠杆旋转臂进行外力配平操作，减少了其他因素对本专利技术所造成的影响，保证了装置监测过程的稳定性。使用测量接触爪对待测钢筋样本进行贴合包裹，其余核心部件都包裹于基座内部，不易损坏，因此本专利技术能实现稳定可靠的监测。
18、在保证测量接触爪与待测钢筋接触的情况下，其余装置结构可采用胶粘或者整体浇筑的方式固定在待测结构表面，安装方式简单便捷。
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1.一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：包括基座（1），所述基座（1）底部设置支撑梁（1-2），支撑梁（1-2）上设置有杠杆旋转臂（3），所述杠杆旋转臂（3）一端伸向基座（1）主体外，所述杠杆旋转臂（3）伸出基座（1）主体外的一端插接有爪装配插槽（5），所述爪装配插槽（5）连接有测量接触爪（4），所述基座（1）上固定有增敏绞线（7）以及与增敏绞线（7）配合粘接的光纤光栅（8），所述杠杆旋转臂（3）另一端和光纤光栅（8）接触，所述光纤光栅（8）尾纤伸向基座（1）主体外并与解调仪相连，测量接触爪（4）将待测量钢筋紧密贴合包裹。
2.根据权利要求1所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述杠杆旋转臂（3）并排设置2个，基座（1）上下两侧设置两支光纤光栅（8），所述杠杆旋转臂（3）分别和上下两支光纤光栅（8）接触。
3.根据权利要求2所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述杠杆旋转臂（3）为L型结构，包括长臂和短臂，两个杠杆旋转臂（3）的长臂伸向基座（1）主体外，两个短臂朝向相
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述支撑梁（1-2）上分别设置杠杆臂固定轴（9）和固定螺钉（10），杠杆臂固定轴（9）和固定螺钉（10）相配合，杠杆臂固定轴（9）和固定螺钉（10）与支撑梁（1-2）的中心孔在同一水平线上。
5.根据权利要求4所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述杠杆旋转臂（3）的长臂一端设有用于插接爪装配插槽（5）的配合插槽（3-2），杠杆旋转臂（3）的长臂上设置固定轴心（3-1），杠杆臂固定轴（9）穿过固定轴心（3-1）和支撑梁（1-2）的中心孔将两个杠杆旋转臂（3）铰接在支撑梁（1-2）两侧。
6.根据权利要求1所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述基座（1）的上顶和下底均分隔设置两个固定台（1-7），所述固定台（1-7）上设置有用于固定增敏绞线（7）的旋钮（1-5），所述旋钮（1-5）下方开设用于固定光纤光栅（8）的光栅固定槽（1-4），所述光纤光栅（8）纤头与纤尾分别粘接在同侧的两个固定台（1-7）的光栅固定槽（1-4）中，所述光纤光栅（8）栅区与增敏绞线（7）粘接，杠杆旋转臂（3）的短臂正对同侧的两个固定台（1-7）中间。
7.根据权利要求6所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述基座（1）为箱体结构，基座（1）两侧开设有用于固定防尘板（2）的固定滑轨（1-3），防尘板（2）插入固定滑轨（1-3）内，所述杠杆旋转臂（3）一端通过基座（1）一侧开设的通过窗（1-1）伸出基座（1）主体外，所述固定台（1-7）同侧的基座（1）侧面上开设有光纤过孔（1-6），所述光纤光栅（8）的尾纤部分通过光纤过孔（1-6）伸出基座（1）主体外与解调仪相连。
8.根据权利要求5所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述杠杆旋转臂（3）的短臂一端的外侧面上开设有用于固定杠杆平衡配重块（6）的滑动槽（3-4），所述固定轴心（3-1）一侧设有与支撑梁（1-2）连接的固定盘（3-3），所述滑动槽（3-4）下方设置有光栅压动槽（3-5），光栅压动槽（3-5）和光纤光栅（8）接触。
9.根据权利要求1所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述测量接触爪（4）设有与待测钢筋紧密贴合的爪头（4-1），所述爪头（4-1）下部设有弹簧式挡钉（4-2），所述弹簧式挡钉（4-2）上开设有销钉通孔（4-3）。
10.根据权利要求9所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述爪装配插槽（5）设有圆筒槽（5-2），所述圆筒槽（5-2）上开设有与弹簧式挡钉（4-2）对应的销钉通孔（5-1），所述测量接触爪（4）和爪装配插槽（5）通过销钉（11）与销钉通孔相配合固定连接，所述爪装配插槽（5）下端设有防滑纹（5-3）与插接槽（5-4），所述爪装配插槽（5）与测量接触爪（4）可分离拆解。
...【技术特征摘要】
1.一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：包括基座（1），所述基座（1）底部设置支撑梁（1-2），支撑梁（1-2）上设置有杠杆旋转臂（3），所述杠杆旋转臂（3）一端伸向基座（1）主体外，所述杠杆旋转臂（3）伸出基座（1）主体外的一端插接有爪装配插槽（5），所述爪装配插槽（5）连接有测量接触爪（4），所述基座（1）上固定有增敏绞线（7）以及与增敏绞线（7）配合粘接的光纤光栅（8），所述杠杆旋转臂（3）另一端和光纤光栅（8）接触，所述光纤光栅（8）尾纤伸向基座（1）主体外并与解调仪相连，测量接触爪（4）将待测量钢筋紧密贴合包裹。
2.根据权利要求1所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述杠杆旋转臂（3）并排设置2个，基座（1）上下两侧设置两支光纤光栅（8），所述杠杆旋转臂（3）分别和上下两支光纤光栅（8）接触。
3.根据权利要求2所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述杠杆旋转臂（3）为l型结构，包括长臂和短臂，两个杠杆旋转臂（3）的长臂伸向基座（1）主体外，两个短臂朝向相反分别和上下两侧光纤光栅（8）接触。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述支撑梁（1-2）上分别设置杠杆臂固定轴（9）和固定螺钉（10），杠杆臂固定轴（9）和固定螺钉（10）相配合，杠杆臂固定轴（9）和固定螺钉（10）与支撑梁（1-2）的中心孔在同一水平线上。
5.根据权利要求4所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述杠杆旋转臂（3）的长臂一端设有用于插接爪装配插槽（5）的配合插槽（3-2），杠杆旋转臂（3）的长臂上设置固定轴心（3-1），杠杆臂固定轴（9）穿过固定轴心（3-1）和支撑梁（1-2）的中心孔将两个杠杆旋转臂（3）铰接在支撑梁（1-2）两侧。
6.根据权利要求1所述的一种基于杠杆结构的钢筋混凝土光纤光栅腐蚀监测装置，其特征在于：所述基座（1）的上顶和下底均分隔设置两个固定台（1-7），...
【专利技术属性】
技术研发人员：张燕君，王宗泽，李佳，李睿，刘威言，轩子昂，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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