[实用新型]一种用于钢材腐蚀监测的光纤法珀传感器

说明书

本实用新型提供了一种用于钢材腐蚀监测的光纤法珀传感器，属于结构健康监测技术领域。该用于钢材腐蚀监测的光纤法珀传感器包括夹层材料、镀金硅镜、圆管形永磁体、单模光纤、光纤陶瓷套圈、密封环、外壳。该装置基于非本征型法‑珀干涉原理和永磁体对钢材磁吸力理论，实现对钢材腐蚀程度的定量监测，准确地判定结构耐久性能，从而保障重大重要结构物的安全。本实用新型结构简单、设计合理、适用性强，容易制作、价格低廉，具有广阔的应用前景和推广市场。

技术领域

本实用新型属于结构健康监测技术领域，特别是一种用于钢材腐蚀监测的光纤法珀传感器。

背景技术

钢材因其具有塑性韧性好、强度高、抗震性能好、制作方便等优点而在土木工程领域中得到广泛应用，是当今世界应用最多的土木工程材料之一。然而，对于长期处于大气环境下的重要工程结构(钢结构桥梁、海上石油平台等)，钢材腐蚀是工程结构耐久性失效的重要因素之一。因此，必须对结构的钢材腐蚀状况进行有效地监测，准确地判定结构耐久性能，从而保障重大重要结构物的安全，促进国民经济的快速健康发展。

目前，钢材腐蚀监测的方法大致可以分为电化学方法和非电化学方法两类。其中，电化学方法包括半电池电位法、线性极化法、交流阻抗法、电化学噪声法等，非电化学方法包括表观检查法、失重法、超声波法、涡流法、声发射法等。然而，上述监测方法大多存在操作不便、监测过程复杂、监测执行时间较长、监测准确度低等问题。

近年来，由于光纤小巧轻便、抗电磁干扰、形式设计灵活、可以实时监测、进行网络化以及数据可靠等优点，一些基于光纤传感技术的传感器也用于钢材的腐蚀监测。

因此，针对钢材腐蚀状况的监测，从新的技术角度提供一种真实有效、操作方便、准确可靠的光纤传感器是十分有必要的，从而为工程结构的耐久性寿命预测提供重要基础。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于钢材腐蚀监测的光纤法珀传感器，其目的是实现对钢材局部腐蚀程度的定量监测，准确地判定结构耐久性能，从而保障重大重要工程结构的安全。

本实用新型的技术方案：

一种用于钢材腐蚀监测的光纤法珀传感器，包括夹层材料1、镀金硅镜2、圆管形永磁体3、单模光纤4、光纤陶瓷套圈5、密封环6和外壳7；

所述的夹层材料1位于外壳7内，置于外壳7底部；

所述的镀金硅镜2安装在夹层材料1上表面中心位置处；

所述的圆管形永磁体3为圆环体结构，其垂直压覆在夹层材料1上，整体位于外壳7内部；所述的镀金硅镜2位于圆管形永磁体3的内环所形成的空腔中；

所述的单模光纤4安装在光纤陶瓷套圈5中，所述的光纤陶瓷套圈5位于圆管形永磁体3的内环所形成的空腔中，其顶端过圆管形永磁体3，并通过密封环6密封在外壳7顶部。

所述的镀金硅镜2被用薄层环氧树脂粘贴在夹层材料1上。

所述单模光纤和镀金硅镜的端面形成法-珀谐振腔，当夹层材料发生变形时，法-珀谐振腔的腔长也会发生相应的改变。

所述的镀金硅镜2和单模光纤4的端面平行、同轴。

所述的圆管形永磁体3的内环直径大于镀金硅镜2的直径。

所述的镀金硅镜2的反射率为99％。

所述的外壳7用来封装传感器结构，这样既保护了非本征型光纤法-珀干涉，又保证了镀金硅镜与单模光纤端面之间的空间无灰尘。

本实用新型工作原理：