[实用新型]一种可更换的光纤光栅测力环

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量拉索索力的装置，适用于桥梁工程等领域拉索的索力测量，属于桥梁检测及监测技术领域，具体地说是涉及光纤光栅传感技术应用于桥梁等工程结构拉索的索力测量。

技术背景

光纤光栅应力传感器由于自身优异的性能，逐渐成为传统电阻应变片的替代品，相关产品光纤光栅测力环逐渐开始应用于大型桥梁等建筑工程结构锚杆、拉索的监测，如申请号为200710014418.8、公开号为CN101059382A、名称为“光纤光栅锚杆测力计”的发明专利申请，公开了一种主要用于测量锚杆轴向拉伸力的装置，该测力计包括外套和内套，光纤光栅传感器粘贴在内套外表面；专利号为200410061482.8、公开号为1632488A、名称为“光纤光栅测力计锚索应力传感器”的发明专利申请，公开了一种涉及桥梁工程领域锚索应力测量的光纤光栅测力计，主要包括：环形弹性体、若干光纤光栅传感器，应用于应变测量和温度测量，其中光纤光栅传感器采用无胶化封装工艺，光纤光栅传感器和环形弹性体采用激光点焊的方式附着，用于应力测量的光纤光栅传感器均匀附着在环形弹性体的内侧和外侧，用于温度测量的光纤光栅传感器焊接附着的方向垂直于环形弹性体承受的应力方向。这两个专利申请中光纤光栅应力传感器采用粘贴或激光点焊的方式与弹性体连接，光纤光栅应力传感器更换不便且其耐久性相对较差，一旦光纤光栅传感器达到使用寿命或损坏就丧失了继续监测的能力；测力计顶、底面接触范围较大，测试精度(旋转任意角度后测试结果的准确性)不高，若想获得较高的测试精度，则需要布设较多的光纤光栅传感器，成本较高。由于一般光纤光栅应力传感器的稳定性和可靠性仅能维持15年左右，小于一般拉索的正常使用寿命，在拉索体系桥梁结构长期监测过程中，对传感器的更换在所难免，由于测力环固定于螺母与锚垫板之间，而目前的测力环都不具备更换功能或者更换非常不方便。此外，现有的测力环在承受由于拉索引起的压力时，由于测力环顶、底面受力接触范围较大，受力接触面不均匀接触，导致在有限的传感器数量布置时，当把测力环绕轴向旋转不同角度时，其索力测试误差较大。因此，现有技术中存在光纤光栅应力传感器无法或难以更换和测试精度精度不高的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有测力环的技术不足，提供一种可更换的光纤光栅测力环，在光纤光栅应力传感器老化之后对其进行更换，以满足拉索体系桥梁拉索索力长期监测的需要，且在弹性体中布设少量的光纤光栅应力传感器情况下具有较高的测试精度。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型所述的可更换的光纤光栅测力环，主要由环形弹性体a、光纤光栅传感器d、螺母e、夹具f等组成，其特征为：在环形弹性体a上，根据光纤光栅传感器d两端夹具f的尺寸，经机械加工形成多个对称分布的光纤光栅传感器d的安装底座b，将光纤光栅传感器d置于夹具f中，并通过设置于夹具f中的两对螺母e，固定在环行弹性体a的每个安装底座b上，实现了光纤光栅传感器d的可拆卸，便于光纤光栅传感器的更换；此外，在环形弹性体a的顶部和底部通过机械加工分别形成多个对称分布的承压凸台c，同在环形弹性体a顶部或底部的多个承压凸台c分别处于同一水平高度，并且顶部和底部的多个承压凸台c位置上下对应，以减小环形弹性体a顶部和底部的受力接触面积，使得拉索索力通过承压凸台c传递给整个环形弹性体a，提高了光纤光栅测力环的测试精度。

本发明的优点：

1、通过夹具和螺母将光纤光栅传感器固定于安装底座，实现了光纤光栅传感器的可拆卸，便于光纤光栅传感器的更换；

2、通过在环形弹性体的顶部和底部设置多个对称分布的承压凸台c，减小了环形弹性体顶部和底部的受力接触面积，使得拉索索力通过承压凸台传递给整个环形弹性体，提高了光纤光栅测力环的测试精度；

3、由于可采用非胶封装光纤光栅传感器，比环氧有机胶封装光纤光栅传感器性能更稳定，耐久性更好。

附图说明

图1为本实用新型可更换的光纤光栅测力环的结构正视示意图；

图2为本实用新型可更换的光纤光栅测力环的结构俯视示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型可更换的光纤光栅测力环的结构正视示意图；图2为本实用新型可更换的光纤光栅测力环的结构俯视示意图。在环形弹性体a上，根据光纤光栅传感器d两端夹具f的尺寸，经机械加工形成3个对称分布的光纤光栅传感器d的安装底座b，将光纤光栅传感器d置于夹具f中，并通过设置于夹具f中的两对螺母e，固定在环行弹性体a的每个安装底座b上，实现了光纤光栅传感器d的可拆卸，便于光纤光栅传感器的更换；此外，在环形弹性体a的顶部和底部通过机械加工分别形成3个对称分布的承压凸台c，承压凸台c为一小段圆弧段，同在环形弹性体a顶部或底部的3个承压凸台c分别处于同一水平高度，并且顶部和底部的各3个承压凸台c位置上下对应，以减小环形弹性体a顶部和底部的受力接触面积，使得拉索索力通过承压凸台c传递给整个环形弹性体a，提高了光纤光栅测力环的测试精度。