全文摘要
本实用新型公开了一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，包括混凝土立方体和水泥砂浆外保护层，混凝土立方体的外表面紧密固定浇筑有水泥砂浆外保护层，混凝土立方体的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈，第一单模抗弯光纤线圈的左端引出有第一光缆，混凝土立方体的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈，本实用新型涉及传感器技术领域。该监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器,解决了现有球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器制作时，不能准确方便的将单模抗弯光纤缠绕线圈交叉缠绕到混凝土球体表面的问题，使用混凝土立方体的平整面可以将第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈快速的缠绕到混凝土立方体的表面。
主设计要求
1.一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，包括混凝土立方体(2)和水泥砂浆外保护层(1)，所述混凝土立方体(2)的外表面紧密固定浇筑有水泥砂浆外保护层(1)，其特征在于：所述混凝土立方体(2)的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈(5)，所述第一单模抗弯光纤线圈(5)的左端引出有第一光缆(6)，所述混凝土立方体(2)的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈(7)，所述第二单模抗弯光纤线圈(7)正面的引出有第二光缆(8)，所述混凝土立方体(2)的外表面远离于第一单模抗弯光纤线圈(5)和第二单模抗弯光纤线圈(7)的一侧固定连接有铜管(4)，所述铜管(4)的内部设有温度补偿光纤光栅(3)。
设计方案
1.一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，包括混凝土立方体(2)和水泥砂浆外保护层(1)，所述混凝土立方体(2)的外表面紧密固定浇筑有水泥砂浆外保护层(1)，其特征在于：所述混凝土立方体(2)的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈(5)，所述第一单模抗弯光纤线圈(5)的左端引出有第一光缆(6)，所述混凝土立方体(2)的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈(7)，所述第二单模抗弯光纤线圈(7)正面的引出有第二光缆(8)，所述混凝土立方体(2)的外表面远离于第一单模抗弯光纤线圈(5)和第二单模抗弯光纤线圈(7)的一侧固定连接有铜管(4)，所述铜管(4)的内部设有温度补偿光纤光栅(3)。
2.根据权利要求1所述的一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，其特征在于：所述铜管(4)的外表面与混凝土立方体(2)的外表面紧密贴合。
3.根据权利要求1所述的一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，其特征在于：所述温度补偿光纤光栅(3)的一端引置外部并保护好，待与测量仪器链接，温度补偿光纤光栅(3)的另一端在铜管(4)内部自由放置。
4.根据权利要求1所述的一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，其特征在于：所述水泥砂浆外保护层(1)的厚度为1-6mm。
5.根据权利要求1所述的一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，其特征在于：所述混凝土立方体(2)的外表面需经过平整的打磨。
6.根据权利要求1所述的一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，其特征在于：所述第一单模抗弯光纤线圈(5)和第二单模抗弯光纤线圈(7)的设有2-7匝，所述第一单模抗弯光纤线圈(5)和第二单模抗弯光纤线圈(7)两端进行缠绕时，需要施加应变为300-1000με的预张拉应力。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，具体为一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器。
背景技术
传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化，称为被调制的信号光，再利用被测量对光的传输特性施加的影响，完成测量。
混凝土基体内部含水较多或饱和状态下因冻融循环而产生的损伤作用称为冻融损伤，混凝土的抗冻耐久性能是指基体多水混凝土抵抗冻融作用的性能。服役于寒冷地区的饱和混凝土结构常常发生冻融破坏。因此对混凝土结构的冻融膨胀破坏进行实时监测、评估，从而进一步科学指导结构的维护是十分必要的。
现有的CN208254423U利用缠绕在混凝土球体表面的线圈测量混凝土球体因冻融循环引起的双向周向膨胀应变。可以应用光纤白光迈克尔逊干涉传感器技术或光纤布里渊传感技术实现对在役混凝土结构因冻融引起混凝土球体的双向膨胀应变的监测。但是在进行对球形的混凝土整体冻融膨胀应变传感器制作时，不能准确方便的将单模抗弯光纤缠绕线圈交叉缠绕到混凝土球体表面，而且在进行水泥砂浆保护层的包裹时，容易将单模抗弯光纤缠绕线圈碰撞移位，使得原本单模抗弯光纤线圈双向交叉的缠绕布局结构出现混乱，现实应用时，当对已经制作好的混凝土整体冻融膨胀应变传感器的进行拿放时，球形的混凝土整体冻融膨胀应变传感器容易滚动，取放不方便，使得球形的混凝土整体冻融膨胀应变传感器表面的光缆容易被拉扯断，实用时存在缺陷。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，解决了现有球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器制作时，不能准确方便的将单模抗弯光纤缠绕线圈交叉缠绕到混凝土球体表面，和球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器容易滚动，取放不方便，使得球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器表面光缆容易被拉扯断的问题。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，包括混凝土立方体和水泥砂浆外保护层，所述混凝土立方体的外表面紧密固定浇筑有水泥砂浆外保护层，所述混凝土立方体的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈，所述第一单模抗弯光纤线圈的左端引出有第一光缆，所述混凝土立方体的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈，所述第二单模抗弯光纤线圈正面的引出有第二光缆，所述混凝土立方体的外表面远离于第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈的一侧固定连接有铜管，所述铜管的内部设有温度补偿光纤光栅。
优选的，所述铜管的外表面与混凝土立方体的外表面紧密贴合。
优选的，所述温度补偿光纤光栅的一端引置外部并保护好，待与测量仪器链接，温度补偿光纤光栅的另一端在铜管内部自由放置。
优选的，所述水泥砂浆外保护层的厚度为1-6mm。
优选的，所述混凝土立方体的外表面需经过平整的打磨。
优选的，所述第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈的设有2-7匝，所述第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈两端进行缠绕时，需要施加应变为300-1000με的预张拉应力。
有益效果
本实用新型提供了一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，通过在混凝土立方体的外表面紧密固定浇筑有水泥砂浆外保护层，混凝土立方体的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈，第一单模抗弯光纤线圈的左端引出有第一光缆，混凝土立方体的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈，第二单模抗弯光纤线圈正面的引出有第二光缆，混凝土立方体的外表面远离于第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈的一侧固定连接有铜管，铜管的内部设有温度补偿光纤光栅，解决了现有球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器制作时，不能准确方便的将单模抗弯光纤缠绕线圈交叉缠绕到混凝土球体表面的问题，通过使用混凝土立方体的平整平面可以将第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈快速的缠绕到混凝土立方体的表面。
(2)、该监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，通过在混凝土立方体的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈，第一单模抗弯光纤线圈的左端引出有第一光缆，混凝土立方体的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈，第二单模抗弯光纤线圈正面的引出有第二光缆，第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈的设有2-7匝，第一单模抗弯光纤线圈和第二单模抗弯光纤线圈两端进行缠绕时，需要施加应变为300-1000με的预张拉应力，解决了球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器容易滚动，取放不方便，使得球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器表面的光缆容易被拉扯断的问题，使得这种立方体的监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器取放更加方便。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型混凝土立方体的立体结构示意图；
图3为本实用新型混凝土立方体的结构透视图。
图中：1-水泥砂浆外保护层、2-混凝土立方体、3-温度补偿光纤光栅、4-铜管、5-第一单模抗弯光纤线圈、6-第一光缆、7-第二单模抗弯光纤线圈、8-第二光缆。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器，包括混凝土立方体2和水泥砂浆外保护层1，混凝土立方体2的外表面紧密固定浇筑有水泥砂浆外保护层1，混凝土立方体2的外表面横向缠绕有第一单模抗弯光纤线圈5，第一单模抗弯光纤线圈5的左端引出有第一光缆6，混凝土立方体2的外表面纵向缠绕有第二单模抗弯光纤线圈7，第二单模抗弯光纤线圈7正面的引出有第二光缆8，混凝土立方体2的外表面远离于第一单模抗弯光纤线圈5和第二单模抗弯光纤线圈7的一侧固定连接有铜管4，铜管4的内部设有温度补偿光纤光栅3，解决了现有球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器制作时，不能准确方便的将单模抗弯光纤缠绕线圈交叉缠绕到混凝土球体表面的问题，通过使用混凝土立方体的平整平面可以将第一单模抗弯光纤线圈5和第二单模抗弯光纤线圈7快速的缠绕到混凝土立方体的表面，铜管4的外表面与混凝土立方体2的外表面紧密贴合，温度补偿光纤光栅3的一端引置外部并保护好，待与测量仪器链接，温度补偿光纤光栅3的另一端在铜管4内部自由放置，水泥砂浆外保护层1的厚度为1-6mm，混凝土立方体2的外表面需经过平整的打磨，第一单模抗弯光纤线圈5和第二单模抗弯光纤线圈7的设有2-7匝，第一单模抗弯光纤线圈5和第二单模抗弯光纤线圈7两端进行缠绕时，需要施加应变为300-1000με的预张拉应力，解决了球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器容易滚动，取放不方便，使得球形混凝土整体冻融膨胀应变传感器表面的光缆容易被拉扯断的问题，使得这种立方体的监测混凝土整体冻融膨胀应变传感器取放更加方便。
首先，根据被测混凝土结构的配合比，浇筑一个长、宽和高为10cm的混凝土立方体2，亦可根据具体混凝土测点情况选取具体尺寸。待混凝土立方体2养护完毕之后，将混凝土立方体2表面进行打磨，使其被光纤缠绕部位光滑，然后将两根单模抗弯光纤以300-1000με的预张拉应力双向垂直交叉缠绕在混凝土立方体2表面，且使被缠绕的光纤线圈之间紧密并排在混凝土立方体2表面。缠绕匝数在2-7圈，在基础上可以根据具体情况改变相应缠绕的线圈匝数。当线圈缠绕完毕之后，用101粘结剂将缠绕光纤两端固定在混凝土立方体2表面，两端光纤引出。完成两根双向线圈的布设，再沿混凝土立方体2表面固定一根铜管4，并将温度补偿光纤光栅3放入铜管4内部，光纤光栅的一端光纤引致外部保护好，准备与测量仪器链接，光纤光栅的另一端在铜管4内部自由放置。以上工作完成之后，进行检查光纤的通路检查，最后在混凝土立方体2表面浇筑一层1-6mm的水泥砂浆保护层，完成对传感器的封装，如图1所示。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920296370.2
申请日:2019-03-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:95(青岛)
授权编号:CN209310749U
授权时间:20190827
主分类号:G01B 11/16
专利分类号:G01B11/16
范畴分类:31B;
申请人:苏东仓
第一申请人:苏东仓
申请人地址:266112 山东省青岛市城阳区上马镇王家庄村青岛兴业商砼有限公司
发明人:苏东仓
第一发明人:苏东仓
当前权利人:苏东仓
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计