[发明专利]基于光纤传感技术的沥青路面连续竖向变形监测传感器

权利要求书

1.一种基于光纤传感技术的沥青路面连续竖向变形监测传感器，包括裸光纤光栅、曲率应变转换条、单端固定块、螺旋钢管、固定线、方向控制座、防水套；其特征在于：裸光纤光栅作为变形敏感元件；曲率应变转换条表面沿纵向直线贴有多个裸光纤光栅或裸光纤光栅串，穿于螺旋钢管中；曲率应变转换条的一端利用单端固定块与螺旋钢管固接，光纤光栅位于曲率应变转换条与螺旋钢管接触线的正对方；固定线在特定位置从螺旋钢管的螺旋缝隙绕紧曲率应变转换条，固定线接头粘于螺旋钢管外侧；螺旋钢管外部套有防水套；测试段螺旋钢管的两端固定在方向控制座上。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感技术的沥青路面连续竖向变形监测传感器，其特征在于：传感器由多个裸光纤光栅或裸光纤光栅串同时测试，不能仅用单一光纤光栅。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤传感技术的沥青路面连续竖向变形监测传感器，其特征在于：传感器的长度大于被测变形区域长度，起始端的方向控制座远离被测变形区域，变形区域光栅布置比起始区域密集。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种基于光纤传感技术的沥青路面连续竖向变形监测传感器，其特征在于：曲率应变转换条由高弹性纤维强化塑料或金属材料构成；单端固定块采用环氧树脂材料或金属材料构成；固定线为工程塑料线或金属丝；方向控制座则由金属材料或纤维强化塑料构成；防水套由薄硬塑料材料构成。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种基于光纤传感技术的沥青路面连续竖向变形监测传感器，其特征在于：该传感器布设在被测沥青路面层底部；布设层下层压实平整后，将传感器放置于待测位置，在单个或两个方向控制座底部与底面层简单固定。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种基于光纤传感技术的沥青路面连续竖向变形监测传感器，其特征在于：用于动静态加载形式时，螺旋钢管紧贴道路结构层随之发生弯曲变形，实时测量出各个光纤光栅的应变响应；利用多项式拟合等方法以各离散点的光纤光栅应变值拟合出传感器所在位置的整条连续应变曲线，再利用曲率应变转换条的截面形状计算出曲率应变转换条的整条弯曲状态曲线；以变形很小的方向控制座处为曲线对齐点，每次测试的变化曲线与初始状态的传感器测试曲线差即为被测层的连续竖向变形曲线。