[发明专利]一种自带温补功能的光纤钢筋计及其制作方法

说明书

本发明公开了一种自带温补功能的光纤钢筋计，包括钢筋本体，光纤光栅，支架及端帽，所述钢筋本体表面中间区域加工成平面，平面中部设有狭长凹槽作为应力感知区，平面两端设有固定螺纹孔，所述支架为L型，通过紧固件拧装在平面两端的固定螺纹孔处，光纤光栅具有测力传感光栅和温度传感光栅，温度传感光栅表面封装有温补管，光纤光栅固定于钢筋本体的平面位置，其测力传感光栅悬浮固定在狭长凹槽上方，而光纤光栅两端穿过拧装在支架上的端帽。本发明揭示的一种自带温补功能的光纤钢筋计，测量精度高、灵敏度高，安装布设存活率高，适应于强电磁环境。

技术领域

本发明涉及钢筋应力计，具体涉及一种自带温补功能的光纤钢筋计及其制作方法。

背景技术

钢筋计是用来测量混凝土支撑、墙体、桥面、隧道、大坝坝体等结构内钢筋所受应力的测量仪器，也可用作锚杆内部监测。

目前常用的钢筋计主要类型有振弦式、电阻应变片式、差动电阻式等。振弦式，长期稳定性差。电阻应变片式，应变长期易发生蠕变，耐久性差。差动电阻式钢筋计灵敏度较低。以上三类电子式钢筋计易受电磁干扰，性号稳定性及检测结果精确度影响较大，因此绝缘要求高，不适合在强电磁环境(如变电站)中使用。

而且钢筋计的安装使用环境往往有混凝土浇筑、大型机械设备荷载，钢筋计易出现存活率低的情况。施工完成后若采取补救措施，也很难取得原先安装效果，甚至很多工程不能破坏结构重新布设传感器，因此保证传感器的存活率至关重要。

光纤光栅传感器的工作原理是外力、温度变化导致光纤光栅布拉格中心波长的变化，通过分析波长变化，得到目标物理变化量。采用光纤光栅作为钢筋计的敏感元件，具有测量线性度好、灵敏度高、精度高、绝缘性能好等优点，同时具有良好的抗电磁干扰功能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种自带温补功能的光纤钢筋计，测量精度高、灵敏度高，安装布设存活率高，适应于强电磁环境。

本发明揭示了一种自带温补功能的光纤钢筋计，包括钢筋本体，光纤光栅，支架及端帽，所述钢筋本体表面中间区域加工成平面，平面中部设有狭长凹槽作为应力感知区，平面两端设有固定螺纹孔，所述支架为L型，通过紧固件拧装在平面两端的固定螺纹孔处，光纤光栅具有测力传感光栅和温度传感光栅，温度传感光栅表面封装有温补管，光纤光栅固定于钢筋本体的平面位置，其测力传感光栅悬浮固定在狭长凹槽上方，而光纤光栅两端穿过拧装在支架上的端帽。

优选的，所述测力传感光栅的特征波长数值大于温度传感光栅的特征波长数值，且差值为5mm。

优选的，所述测力传感光栅与温度传感光栅之间具有一定间距的连接区，固定在钢筋本体平面时，连接区表面覆盖金属薄膜。

优选的，所述温补管为细钢管或毛细玻璃管，套装在光纤光栅的温度传感光栅外部，两端通过AB胶封装。

优选的，所述光纤光栅两端套装有松套管，并穿入出线光缆。

优选的，所述出线光缆端部插入端帽，并与端帽压接固定。

优选的，所述钢筋本体平面位置设有保护罩，该保护罩覆盖在光纤光栅外侧，两端延伸至支架位置，同时两端通过热缩管包裹固定。

一种自带温补功能的光纤钢筋计的制作方法，包括如下步骤：

A、准备具有两段光栅区的光纤光栅，摆成直线状，将温补管穿过光纤光栅，覆盖温度传感光栅，用AB胶封装温补管两端，待AB胶变硬，完成封装，使得光纤光栅、AB胶及温补管形成一个整体；

B、将钢筋主体置于加热台加热，配置高温固化胶，将步骤a形成的整体沿凹槽方向拉直，分别固定测力传感光栅的外侧区域，使得测力光纤悬浮固定在凹槽上部，同时保证温度传感光栅自由，在测力传感光栅区域，滴加高温固化胶，待高温固化胶完全凝固后，取下冷却；