CN205688663U - 一种基于fbg传感器的智能钢筋 - Google Patents
一种基于fbg传感器的智能钢筋 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205688663U CN205688663U CN201620639551.7U CN201620639551U CN205688663U CN 205688663 U CN205688663 U CN 205688663U CN 201620639551 U CN201620639551 U CN 201620639551U CN 205688663 U CN205688663 U CN 205688663U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fbg
- reinforcing bar
- groove
- temperature sensor
- intelligent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于FBG传感器的智能钢筋,包括沿中心轴线剖开的钢筋、FBG应变传感器和FBG温度传感器,其中FBG应变传感器和FBG温度传感器安装在钢筋的凹槽中,通过传输光纤沿着凹槽引出钢筋,传输光纤在钢筋两端出口处穿过软管并熔接连接法兰,所述FBG应变传感器和FBG温度传感器通过树脂胶固定于凹槽内,并且与钢筋的轴向平行紧密连于一体。本实用新型具有结构简单,操作方便,实用性强,测量结果实时可靠,精度高,可实现应力、应变和温度等多项内容的监测。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程技术领域,具体涉及一种具有多功能性FBG传感器智能钢筋,可测量结构的应力、应变和温度,可对钢筋混凝土建筑物进行结构健康监测。
背景技术
对重大工程结构的结构性能进行实时的监测和诊断,及时发现结构的损伤,并评估其安全性,预测结构的性能变化和剩余寿命并做出维护决定,对提高工程结构的运营效率,保障人民生命财产安全具有重大意义。结构健康监测一般通过实时采集反应结构服役状况的相关数据,采用一定的损伤识别算法判断损伤的位置与程度,及时有效地评估结构的安全性,预测结构的性能变化并对突发事件进行预警。
结构健康监测***一般包括以下部分:传感器子***、数据采集与处理及传输***和损伤识别、模型修正和安全评估与安全预警子***以及数据管理子***,其中,传感器***采用的感知材料与传感元件主要有光导纤维、电阻应变丝、疲劳寿命丝、压电材料、碳纤维、半导体材料和形状记忆合金等。光纤布拉格光栅(FBG)传感技术通过栅格反射波长的移动来感应外界物理量的微小变化,具有质量轻、体积小,灵敏度高,抗电磁干扰强,耐腐浊,传输频带宽,能实现分布或者准分布式测量,使用期内维护费用低等优点,并且能实现对应变、应力和温度等多项内容的监测,因此被认为是未来结构健康监测首选的传感形式。
现有的监测技术常常需要将传感器专门设置,以实现对现有结构的监测,传感器的布置耗时耗力,且后布置的传感器常常难以真正反映结构的真实受力状况。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷和FBG的优点,本实用新型提供一种基于FBG传感器的智能钢筋,可实时检测出结构的应力、应变和温度。
本实用新型采用如下具体技术方案实现上述目的:一种基于FBG传感器的智能钢筋,包括沿中心轴线剖开的钢筋、FBG应变传感器和FBG温度传感器,其中FBG应变传感器和FBG温度传感器安装在钢筋的凹槽中,通过传输光纤沿着凹槽引出钢筋,传输光纤在钢筋两端出口处穿过软管并熔接连接法兰,所述FBG应变传感器和FBG温度传感器通过树脂胶固定于凹槽内,并且与钢筋的轴向平行紧密连于一体。
进一步的,所述FBG应变传感器与FBG温度传感器通过传输光纤串连于钢筋凹槽中,这种布置方式使得FBG温度传感器既能测量温度又可以当作FBG应变传感器的温度补偿器,消除温度的影响。
所述凹槽沿钢筋中心轴线设置,凹槽宽度为5-10mm,深度为3-5mm,截面形状为矩形,通过机床开取,凹槽底部光滑平整,保证传感器与钢筋紧密粘结,共同作用。
所述FBG应变传感器和FBG温度传感器各设置为1个及1个以上,传感器间的间距不少于2cm。
所述软管通过树脂胶固定于钢筋两端,所述软管外径为5mm,材料可选PVC、PE、金属弹簧,通过此方案可以保护传输光纤,避免光纤弯转半径过小而损坏。
为不影响钢筋材料的性能,所述凹槽在布置FBG应变传感器、FBG温度传感器和传输光纤完毕后,用环氧树脂填充。
所述沿中心轴线剖开的钢筋通过粘钢胶与另一半粘结,使其可以作为承载材料的一部分安装在结构中。
本实用新型采用上述方案,无需专门设置传感器,即可实现对现有结构的监测,监测结果能够真正反映结构的真实受力状况,且结构简单,操作方便,实用性强,测量结果实时可靠,精度高,可实现应力、应变和温度等多项内容的监测。
附图说明
图1为本实用新型涉及的一种基于FBG传感器的智能钢筋的纵向剖面结构示意图。
图2为一种基于FBG传感器的智能钢筋的A-A剖面图。
图3为一种基于FBG传感器的智能钢筋的B-B剖面图。
图4为一种基于FBG传感器的智能钢筋的C-C剖面图。
图中标号:1-钢筋,2-FBG应变传感器,3-FBG温度传感器,4-凹槽,5-传输光纤,6-软管,7-连接法兰,8-树脂胶,9-环氧树脂,10-粘钢胶。
具体实施方式
如图1所述,本实用新型的FBG传感器智能钢筋,包括沿中心轴线剖开的钢筋1、FBG应变传感器2和FBG温度传感器3,其中FBG应变传感器2和FBG温度传感器3安装在钢筋的凹槽4中,通过传输光纤5沿着凹槽4引出钢筋1,传输光纤5在钢筋1两端出口处穿过软管6并溶解连接法兰7,所述FBG应变传感器2和FBG温度传感器3通过树脂胶8固定于凹槽4内,并且与钢筋1的轴向平行紧密连于一体。
FBG应变传感器2与FBG温度传感器3通过传输光纤5串连于钢筋凹槽4中,凹槽4沿钢筋1中心轴线通过机床设置,宽度为5-10mm,深度为3-5mm,截面形状为矩形,底部光滑平整,FBG应变传感器2和FBG温度传感器3各设置为1个及1个以上,各个传感器之间的间距至少2cm,这种布置方式使得FBG传感器测得数据更精确,更能反应结构的受力状态,从而提高智能钢筋的灵敏度与精确性。
软管6通过树脂胶8固定于钢筋1两端,软管8外径为5mm,材料可为PVC、PE、金属弹簧,通过此方案可以保护传输光纤5,避免光纤弯转半径过小。
为不影响钢筋性能,传感器布设完成后,凹槽4用环氧树脂9填充,沿中心轴线剖开的钢筋1通过粘钢胶10与另一半粘结,使其可以作为承载材料的一部分安装在结构中。
本实用新型采用以下步骤实现组装:
选取结构中的主要受力钢筋,沿中心轴线将钢筋对称剖开,在剖开的一半钢筋1中沿中线用机床开取宽度为5-10mm,深度为3-5mm,截面形状为矩形的凹槽4。
将FBG应变传感器2和FBG应变传感器2用传输光纤5串连,FBG应变传感器2和FBG应变传感器2各设置为1个及1个以上,各个传感器之间的间距至少2cm,然后将传感器的两端固定在凹槽4上,并将传输光纤5沿凹槽4引出钢筋1,引出钢筋1的传输光纤5穿过固定在钢筋1两端外径5mm的软管6。
将凹槽4用环氧树脂9填充,并在剖开的钢筋1表面刷一层粘钢胶,与另一半钢筋1粘结成一体,然后布置于建筑物结构中,将传输光纤5连接传输光缆并接入解调***。
上述为本实用新型的优选实施方式,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利说明书所限定的本实用新型的精神和范围内,在形式和细节上对本实用新型所作出的各种变化,都属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于FBG传感器的智能钢筋,其特征在于:包括沿中心轴线剖开的钢筋(1)、FBG应变传感器(2)和FBG温度传感器(3),其中FBG应变传感器(2)和FBG温度传感器(3)安装在钢筋的凹槽(4)中,通过传输光纤(5)沿着凹槽(4)引出钢筋(1),传输光纤(5)在钢筋(1)两端出口处穿过软管(6)并熔接连接法兰(7),所述FBG应变传感器(2)和FBG温度传感器(3)通过树脂胶(8)固定于凹槽(4)内,并且与钢筋(1)的轴向平行紧密连于一体。
2.根据权利要求1所述的一种基于FBG传感器的智能钢筋,其特征在于:所述凹槽(4)沿钢筋(1)中心轴线设置,凹槽(4)宽度为5-10mm,深度为3-5mm,凹槽(4)的截面形状为矩形,凹槽(4)底部光滑平整,凹槽(4)通过机床开取。
3.根据权利要求1所述的一种基于FBG传感器的智能钢筋,其特征在于:所述FBG应变传感器(2)与FBG温度传感器(3)通过传输光纤(5)串连于钢筋凹槽(4)中。
4.根据权利要求3所述的一种基于FBG传感器的智能钢筋,其特征在于:所述FBG应变传感器(2)和FBG温度传感器(3)各设置为1个及1个以上,传感器间的间距不少于2cm。
5.根据权利要求1所述的一种基于FBG传感器的智能钢筋,其特征在于:所述软管(6)通过树脂胶(8)固定于钢筋(1)两端,所述软管(6)直径10mm,材料可用PVC、PE、金属弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种基于FBG传感器的智能钢筋,其特征在于:所述凹槽(4)在布置FBG应变传感器(2)、FBG温度传感器(3)和传输光纤(5)完毕后,用环氧树脂(9)填充。
7.根据权利要求1所述的一种基于FBG传感器的智能钢筋,其特征在于:所述沿中心轴线剖开的钢筋(1)通过粘钢胶(10)与另一半粘结。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201620639551.7U CN205688663U (zh) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | 一种基于fbg传感器的智能钢筋 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201620639551.7U CN205688663U (zh) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | 一种基于fbg传感器的智能钢筋 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN205688663U true CN205688663U (zh) | 2016-11-16 |
Family
ID=57425482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201620639551.7U Expired - Fee Related CN205688663U (zh) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | 一种基于fbg传感器的智能钢筋 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN205688663U (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108917830A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-11-30 | 杭州市质量技术监督检测院 | 一种具有自感应功能的智能墙体 |
CN110173078A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-27 | 中复碳芯电缆科技有限公司 | 一种建筑领域用智能复合材料加强筋 |
WO2024046427A1 (zh) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 深圳大学 | 一种在钢筋内芯内嵌护套光缆的钢-连续纤维复合智能筋及其制备方法 |
-
2016
- 2016-06-21 CN CN201620639551.7U patent/CN205688663U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108917830A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-11-30 | 杭州市质量技术监督检测院 | 一种具有自感应功能的智能墙体 |
CN110173078A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-27 | 中复碳芯电缆科技有限公司 | 一种建筑领域用智能复合材料加强筋 |
WO2024046427A1 (zh) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 深圳大学 | 一种在钢筋内芯内嵌护套光缆的钢-连续纤维复合智能筋及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | Optical fiber-based sensing, measuring, and implementation methods for slope deformation monitoring: A review | |
CN102102537B (zh) | 隧道围岩径向应力应变分布式监测技术 | |
Li et al. | Recent applications of fiber optic sensors to health monitoring in civil engineering | |
Ye et al. | Structural health monitoring of civil infrastructure using optical fiber sensing technology: A comprehensive review | |
CN103604384B (zh) | 船闸结构应变、应力分布式光纤监测方法及*** | |
Iten et al. | Landslide monitoring using a road-embedded optical fiber sensor | |
CN105043344B (zh) | 一种基于连续纤维复合型材的沉降分布监测***及监测方法 | |
US20130208259A1 (en) | Parameter sensing and monitoring | |
CN100417963C (zh) | 分布式长标距光纤布拉格光栅应变传感器及其制造方法 | |
CN205688663U (zh) | 一种基于fbg传感器的智能钢筋 | |
CN104154874B (zh) | 基于光纤传感的钢筋混凝土锈胀开裂的监测装置及方法 | |
CN106917420B (zh) | 一种桩基冲刷监测装置 | |
Sasi et al. | A review on structural health monitoring of railroad track structures using fiber optic sensors | |
CN202748010U (zh) | 基于光纤光栅的路面结构应力应变计 | |
CN102121860A (zh) | 波纹膜片式管外压力传感器和油水井套管外压力监测装置及方法 | |
CN101787882B (zh) | 一种基于布里渊散射光时域反射分布式光纤传感***及利用该***的井下温度监测方法 | |
CN105334221B (zh) | 新型钢筋锈蚀光纤传感检测装置 | |
CN103821507A (zh) | 立井井壁变形分布式光纤检测方法 | |
CN203337111U (zh) | 抱箍式光纤光栅钢筋计 | |
CN209483400U (zh) | 一种智能型注浆锚索 | |
CN111648762A (zh) | 井下长期动态监测特种分布式铠装光缆和监测***及方法 | |
CN105158265A (zh) | 一种复合材料冲击损伤在线检测装置和检测方法 | |
CN106959302A (zh) | 一种基于低相干干涉技术的桩体完整性检测***及方法 | |
CN203642880U (zh) | 一种监测边坡内部变形的光纤光栅分布式位移传感器 | |
CN105651196A (zh) | 温度自补偿光纤光栅钢筋计 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161116 Termination date: 20170621 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |