[实用新型]一种监测粘滞阻尼器阻尼油老化的光纤传感器

说明书

本发明属于传感器技术领域，公开了一种用于监测粘滞阻尼器内阻尼油老化程度的光纤传感器，包括单模光纤，不锈钢外壳，进油小孔和反光端面。所述传感器基于多光束干涉原理且结合利用了阻尼油老化后其光折射率发生变化的性质，通过监测不同老化程度阻尼油光折射率条件下法布里‑铂罗腔反射光谱信号的变化，间接监测粘滞阻尼器内阻尼油老化的程度。该传感器能够实现对粘滞阻尼器内阻尼油老化程度的长期、无损、实时监测，测量精度较高，具有制作相对简单、体积小、强度大，灵敏度高等优点。该传感器具有广阔的应用前景，易于推广。

技术领域

本发明涉及一种用于监测粘滞阻尼器内阻尼油老化程度的光纤传感器，属于传感器技术领域，尤其适用于大型桥梁或高层建筑中粘滞阻尼器内阻尼油老化程度的监测。

背景技术

阻尼器是一种设置在结构中的耗能减振装置。因其具有减振效果好、适应性强等优点，阻尼器逐渐被应用于土木工程结构中，以抑制地震引起的结构振动，减轻地震灾害。

自上世纪80年代以来，粘滞阻尼器被应用于土木工程领域，因其具有“在不显著改变结构刚度特性的条件下提高结构的阻尼比”等优点，几十年来，粘滞阻尼器在工程结构中的应用已达到相当可观的规模。

尽管粘滞阻尼器形式多样，但是工作原理却基本相同，如附图所示：地震或风荷载输入的能量迫使活塞杆运动，活塞杆的运动迫使缸筒中的阻尼油通过活塞中的阻尼孔流动，阻尼油流动产生间隙阻力使外界传递给活塞杆的动能转换为热能，而后再将热能传递到外部环境中，从而耗散地震或风注入的能量。

根据粘滞阻尼器的工作原理：活塞杆受到外界输入的能量迫使阻尼油发生运动时，阻尼油内部的温度和所受的压力会逐渐上升。此外，粘滞阻尼器所处的工作环境往往温差变化大。大温差和压力等因素会改变阻尼液的黏度：当温度升高或压力减小时，阻尼液分子间的间距增加，凝聚力降低，使阻尼液的黏度降低，引起阻尼液体的老化，直接导致阻尼力的减小，进一步导致粘滞阻尼器的失效。

一旦阻尼器失效，轻则：在地震或风荷载来临时，阻尼器不能发挥预期的耗能减振效果，造成预期之外的结构的损伤。重则直接导致结构在地震或风等横向荷载作用下的失效甚至垮塌。

如果能较早监测到阻尼油的老化，并及时采取避险措施和诊断修复粘滞阻尼器，就可以大大提高粘滞阻尼器正常工作的概率，提高结构的安全性，从而减小因粘滞阻尼器失效导致的经济损失和人员伤亡。

然而，粘滞阻尼器往往非常巨大，安装过程复杂繁琐，一旦安装在结构上后，基本不可能为对其进行阻尼油老化程度的检测而将粘滞阻尼器定期拆卸与安装。因此，在不拆除粘滞阻尼器的前提下，持续准确监测阻尼油的老化程度有非常大的意义。

由此，本发明提出了一种预埋在粘滞阻尼器中的持续监测粘滞阻尼器内阻尼油老化程度的光纤传感器。

光纤传感器具有尺寸小，重量轻，抗电磁干扰，抗腐蚀性强，监测精度高并能够实时连续监测等一系列优点，因此用光纤传感器监测粘滞阻尼器内阻尼油老化的程度具有显著的优势，有希望为当前粘滞阻尼器内阻尼油老化程度监测技术提供一种全新的思路和方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于监测粘滞阻尼器内阻尼油老化程度的光纤传感器，该传感器的最大特点是对阻尼油的光折射率改变非常敏感，可以通过阻尼油的光折射率的变化间接监测阻尼油的老化程度。这种基于法布里-铂罗腔的阻尼油老化程度监测传感器制作简单，可以无损、实时地监测粘滞阻尼器内阻尼油老化程度，从而合理评估粘滞阻尼器的性能状态，保证粘滞阻尼器减振作用的正常发挥，进一步保证结构的安全性。

本发明的技术方案：

一种监测粘滞阻尼器阻尼油老化程度的光纤传感器，其特征在于，所述的光纤传感器包括单模光纤(1)、不锈钢外壳(2)、进油小孔(3)、反光端面(4)；

所述的反光端面(4)由与传感器相连的金属棒(8)一端端面抛光打磨或者黏贴反光镜面而成；