[发明专利]一种多维多向应力应变监测系统

权利要求书

1.一种多维多向应力应变监测系统，其特征在于：包括信息采集装置（1）、光纤监测装置（2）、数据分析平台（3）、集线箱（4）和设置在待测结构体（6）中的光纤传感装置（5）；所述光纤传感装置（5）用于感知待测结构体（6）在外界因素作用下产生的应力应变信息；所述光纤监测装置（2）通过集线箱（4）与所述光纤传感装置（5）连接，对待测结构体（6）进行分布式高精度监测；所述信息采集装置（1）与所述光纤监测装置（2）连接，用于捕获和存储光纤监测数据，并将监测信息数字化、可视化；所述数据分析平台（3）与所述信息采集装置（1）相连，为用户提供数据准备、图形查看、数据基本分析和应力计算功能。

2.根据权利要求1所述的多维多向应力应变监测系统，其特征在于：所述光纤监测装置（2）包括信号处理设备（7）、泵浦光源（8）、光电转换开关（9）、放大器（10）、光路控制设备（11）、探测光源（12）、偏控设备（13）、第一光电探测器（14）、第二光电探测器（15）、第三光电探测器（17）和测量计时功能用装置（16），所述信号处理设备（7）的信号连接端口E和信号连接端口F分别连接泵浦光源（8）和探测光源（12）的光输入端口，实现调制泵浦光源和探测光源的光信号的频率和功率值；泵浦光源（8）的光信号输出端口依次连接光电转换开关（9）和放大器（10）和光路控制设备（11）输入端口，后经集线箱（4）与光纤传感装置（5）中当前监测的光纤的初始端跳线连接端口连接；探测光源的光输出端口连接偏控设备（13）的输入端口，后经集线箱（4）与光纤传感装置（5）中当前监测的光纤的末端另一跳线连接端口连接；

第一光电探测器（14）的信号输入端与泵浦光源侧传感光纤连接，信号输出端与信号处理设备（7）的C接口连接，将探测到的泵浦光源的实际输出值传输给信号处理设备（7）以对泵浦光源的光信号的频率和功率值进行进一步调整；第二光电探测器（15）的信号输入端与探测光源侧传感光纤连接，信号输出端与信号处理设备（7）的D接口连接，将探测到的探测光源的实际输出值传输给信号处理设备（7）以对探测光源的光信号的频率和功率值进行进一步调整；测量计时功能用装置（16）的信号输入端与传感光纤一端连接，信号输出端与信号处理设备（7）的B接口连接实现对监测用光纤各点的空间定位；第三光电探测器（17）的信号输入端与光路控制设备（11）的传感光纤一端连接，信号输出端与信号处理设备（7）的A接口连接，实现对背向的受激布里渊散射信号功率进行测量。

3.根据权利要求1所述的多维多向应力应变监测系统，其特征在于：所述光纤传感装置（5）由布设在待测结构体（6）中的多维多向应力应变器组成，通过串联布设，且通过固定装置固定在待测结构体（6）中。

4.根据权利要求3所述的多维多向应力应变监测系统，其特征在于：所述多维多向应力应变器为二维三向应力应变器，包括圆盘状的基盘（18）、设置在基盘（18）的圆周内侧的沟槽（19）、固定件（20）、距离标尺（22）、角度标尺（23）、封装件（24）和位于光纤（21）两端的端口跳线（25）；所述固定件（20）设置在基盘（18）的圆心处及沟槽（19）中，用于固定光纤（21）走向；所述距离标尺（22）穿过基盘（18）的圆心设置，用于标定仪器内部光纤总长及其沿线上不同长度；所述角度标尺（23）设置在所述沟槽（19）边缘处，用来标记光纤的不同方向和角度；所述封装件（24）覆盖在所述基盘（18）上部，通过固定件（20）的顶部固定；所述端口跳线（25）分别伸出基盘（18）与外部器件相连。