光纤光栅水土界面传感器及其制作安装方法技术

技术编号:8654840 阅读:180 留言:0更新日期:2013-05-01 22:26
本发明专利技术公开了一种光纤光栅水土界面传感器及其制作安装方法,本发明专利技术的光纤光栅水土界面传感器由固定架和测压管组成。固定架起到保护和固定测压管的作用;测压管由管身和一系列按深度间隔排布的光纤光栅传感探头组成,探头为双面构造,正面承受管外水土压力,背面承受管内水压力,通过测量正面和背面的压力差可以精确测量管外侧土压力,再对不同深度的侧向土压力进行拟合计算,最终得到水土界面的深度位置。本发明专利技术的光纤光栅水土界面传感器不受水体紊流和土体输移的干扰,测试精度高,可根据使用条件和要求改变测量精度和测量深度范围;本发明专利技术可按照监测需求,在多个监测地点植入光纤光栅水土界面传感器,实现一个区域的冲刷和淤积监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种土木水利工程监测装置,具体涉及一种。
技术介绍
水流对桩基的冲刷使桥墩附近的基础被逐渐冲蚀是桥梁结构被破坏的重要原因之一。桥墩通常对于水流起阻碍作用,进而导致在桥墩附近水流流速过快并产生漩涡,冲蚀桥墩附近基础,使桥梁处于不安全的状态。这种状态下的桥梁带着隐患工作,又很难被发现。一旦桥梁由于冲刷产生破坏,这种破坏属于脆性破坏,具有突然性,会引起严重后果。另一方面江河堤防是我国防洪工程体系的重要组成部分。目前我国建有各类堤防25万km,其中主要堤防6. 75万km。我国堤防一般傍河而建堤线选择受到河势条件制约,地基多为第四纪松散沉积物,其物质组成、分布及厚度变化大,地质条件复杂。我国河流的堤岸冲刷和淤积现象十分普遍,如长江中下游的堤岸冲刷、北江大堤险段的堤脚淘刷等,堤岸冲刷严重威胁堤防安全。因此,冲刷和淤积对桥梁和堤岸造成的破坏已经成为研究的焦点。目前的冲刷和淤积监测方法主要有人工深度尺、声纳、雷达和时域反射计(TDR)等,但是这些方法在实际工程应用中具有很大局限性,比如有离线、精度低、稳定性差、成本高和传感元件耐久性差等缺点,难于实时、准确监测桩基和堤岸的冲刷和淤积本文档来自技高网...

【技术保护点】
光纤光栅水土界面传感器,其特征在于:包括固定架和测压管;固定架包括保护段(1)和锚固段(2),锚固段(2)固定在保护段(1)的底端;锚固段(2)顶面周向开有固定槽(21),用于在光纤光栅水土界面传感器安装时固定钢护筒,保护段(1)在固定槽(21)范围之内;测压管包括测压管管身(3)、透水板(32)和若干个相同的光纤光栅传感探头(31),并设有注水口(33);透水板(32)固定在测压管管身(3)的一个侧面,其他三侧沿纵向分别布置若干个相同的光纤光栅传感探头(31),注水口(33)焊接在测压管管身(3)的顶端;测压管固定在固定架的保护段(1)内。

【技术特征摘要】
1.光纤光栅水土界面传感器,其特征在于:包括固定架和测压管;固定架包括保护段(I)和锚固段(2),锚固段(2)固定在保护段(I)的底端;锚固段(2)顶面周向开有固定槽(21),用于在光纤光栅水土界面传感器安装时固定钢护筒,保护段(I)在固定槽(21)范围之内;测压管包括测压管管身(3)、透水板(32)和若干个相同的光纤光栅传感探头(31),并设有注水口(33);透水板(32)固定在测压管管身(3)的一个侧面,其他三侧沿纵向分别布置若干个相同的光纤光栅传感探头(31),注水口(33)焊接在测压管管身(3)的顶端;测压管固定在固定架的保护段(I)内。2.根据权利要求1所述的光纤光栅水土界面传感器,其特征在于:所述注水口(33)可密封。3.根据权利要求1所述的光纤光栅水土界面传感器,其特征在于:所述光纤光栅传感探头(31)为单膜式传感探头或双膜式传感探头。4.根据权利要求3所述的光纤光栅水土界面传感器,其特征在于:所述单膜式传感探头包括面板(3110)、背环(3111)、测压膜(3112)、防水膜(3113)、刻写在光纤导线(314)上的光纤光栅(313)、第一螺母(3114)和第二螺母(3115);光纤导线(314)的一端与光纤光栅(313)相连,另一端从背环(3111)中引出;光纤光栅(313)粘接在测压膜(3112)和防水膜(3113)内侧的中间部位;面板(3110)上开有一圆洞,圆洞面积为面板(3110)面积的1/2 4/5,背环(3111)为金属环片,背环(3111)的内直径与圆洞内直径相同,测压膜(3112)和防水膜(3113)固定在面板(3110)与背环(3111)之间,面板(3110)与背环(3111)通过第一螺母(3114)固定连接,单膜式传感探头通过第二螺母(3115)固定在测压管管身(3)上。5.根据权利要求3所述的光纤光栅水土界面传感器,其特征在于:所述双膜式传感探头包括两个完全相同的传压部件和一个传感部件,传压部件包括受压壳(3120)、内膜(3123)和硅油(3122);受压壳(3120)为一次成型的金属盖,受压壳(3120)的盖面作为外膜,受压壳(3120)内壁侧 面靠近封闭端开有一圈凹槽,内膜(3123)焊接在该凹槽外边缘;硅油(3122)填充在内膜(3123)和受压壳(3120)封闭端之间;传感部件包括传压片(3124)、等强度悬臂梁(3125)、支座(3126)、光纤光栅(313)和光纤导线(314);等强度悬臂梁(3125)窄端插入传压片(3124)中,宽端上下表面分别粘有相同的两个支座(3126),中部上下表面分别粘有光纤光栅(313);光纤导线(314) —端与光纤光栅(313)相连,另...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁勇方海东
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1