一種錨桿測(cè)力裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種錨桿測(cè)力裝置、錨桿，測(cè)力裝置包括測(cè)力彈性體，該測(cè)力彈性體的兩端設(shè)有與錨桿固接的連接結(jié)構(gòu)；所述測(cè)力彈性體上開設(shè)有凹槽；所述凹槽底面貼合有第一光纖光柵傳感器。本實(shí)用新型的測(cè)力裝置可以抗電磁干擾，耐腐蝕，適用于巖土防護(hù)工程的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【專利說明】
一種錨桿測(cè)力裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種錨桿測(cè)力裝置、錨桿。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的巖土防護(hù)工程中，錨桿的受力監(jiān)測(cè)常采用電傳感器或光纖光柵傳感器，電傳感器或光纖光柵傳感器粘貼在錨桿上，由于錨桿較長，無法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行拉伸測(cè)試和標(biāo)定測(cè)試，且錨桿常常埋設(shè)在惡劣環(huán)境中，對(duì)傳感器的性能要求很高，電傳感器在長期監(jiān)測(cè)中存在著抗干擾能力差，容易被腐蝕，穩(wěn)定性不好等缺陷，導(dǎo)致測(cè)量精度差，且不能串聯(lián)使用，大大增加了施工的復(fù)雜程度，給現(xiàn)場(chǎng)的安裝和監(jiān)測(cè)帶來很大不便;光纖光柵傳感器有耐腐蝕，抗電磁干擾，可串接使用等優(yōu)點(diǎn)，但是現(xiàn)有的測(cè)力結(jié)構(gòu)測(cè)量精度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種體積小、抗干擾能力強(qiáng)、耐腐蝕、穩(wěn)定性好、測(cè)量精度高的錨桿測(cè)力裝置、錨桿及錨桿拉力測(cè)量方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種錨桿測(cè)力裝置，包括測(cè)力彈性體，該測(cè)力彈性體的兩端設(shè)有與錨桿固接的連接結(jié)構(gòu);所述測(cè)力彈性體上開設(shè)有凹槽;所述凹槽底面貼合有第一光纖光柵傳感器。
[0005]所述凹槽內(nèi)設(shè)有在所述凹槽內(nèi)懸空的第二光纖光柵傳感器;所述第一光纖傳感器和第二光纖傳感器串聯(lián)成光纖光柵。第二光纖光柵傳感器可以作為第一光纖光柵傳感器的溫度補(bǔ)償傳感器，消除環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提高測(cè)量精度。
[0006]所述測(cè)力彈性體為圓柱體結(jié)構(gòu)，且所述圓柱體結(jié)構(gòu)表面設(shè)有平面。所述凹槽上設(shè)有用于封裝所述光纖光柵的蓋板，保護(hù)光纖光柵。蓋板固定在所述平面上。方便蓋板的制作和安裝。
[0007]為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度，所述凹槽的底面過所述測(cè)力彈性體的中軸線，且與平面平行，即凹槽底面處于測(cè)力彈性體彎曲時(shí)的中性層上，測(cè)力彈性體彎曲時(shí)，凹槽底面無應(yīng)變產(chǎn)生，避免了可能出現(xiàn)的彎曲應(yīng)力對(duì)光纖光柵傳感器波長漂移的影響，僅測(cè)量錨桿的軸向拉力，使測(cè)量結(jié)果更精確。
[0008]所述蓋板上開設(shè)有通孔，所述光纖光柵的尾纖自所述通孔伸出；所述通孔截面為L形;所述光纖光柵的尾纖上套有保護(hù)管。方便光纖光柵與外部信號(hào)分析儀連接，同時(shí)更好地保護(hù)光纖光柵。
[0009]所述測(cè)力彈性體兩端均開設(shè)有多個(gè)連接孔，方便與錨桿連接。
[0010]相應(yīng)地，本實(shí)用新型還提供了一種錨桿，該錨桿包括兩段;該兩段分別固接到測(cè)力彈性體的兩端;所述測(cè)力彈性體上開設(shè)有凹槽;所述凹槽底面貼合有第一光纖光柵傳感器。[0011 ]本實(shí)用新型還提供了一種錨桿拉力測(cè)量方法，該方法主要實(shí)現(xiàn)過程為:錨桿所受拉力傳遞到測(cè)力彈性體上后，通過拉伸測(cè)試標(biāo)定測(cè)力彈性體，確定第一光纖光柵傳感器FBGl的波長變化量與所受拉力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過溫度測(cè)試標(biāo)定得出第一光纖光柵傳感器FBGl和第二光柵傳感器FBG2的溫度靈敏度比值K，將第一光纖光柵傳感器FBGl的波長變化量減去K倍的第二光柵傳感器FBG2的波長變化量，剔除溫度變化引起的FBGl的波長變化量，即得出了由錨桿所受拉力引起的第一光纖光柵傳感器FBGl的波長變化量，然后由第一光纖光柵傳感器FBGl的波長變化量與所受拉力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得出銷桿的拉力。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為:本實(shí)用新型的測(cè)力裝置可以在室內(nèi)制作，制作方便，體積小，還可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行拉伸測(cè)試和標(biāo)定測(cè)試;其中一個(gè)光纖光柵傳感器貼于凹槽底部，且與測(cè)力彈性體上的平面平行，即凹槽底面處于測(cè)力彈性體彎曲時(shí)的中性層上，避免了可能出現(xiàn)的彎曲應(yīng)力對(duì)光纖光柵傳感器波長漂移的影響，僅測(cè)量錨桿的軸向拉力，使測(cè)量結(jié)果更精確，自由懸掛的光纖光柵傳感器作為溫度補(bǔ)償傳感器，與粘貼在凹槽底面的光纖光柵傳感器采集的數(shù)據(jù)對(duì)照，可以進(jìn)一步提高測(cè)量精度;錨桿與彈性體之間通過螺桿連接，連接簡便，可以在工廠加工好以后直接在現(xiàn)場(chǎng)連接，方便快捷;本實(shí)用新型的測(cè)力裝置抗干擾能力強(qiáng)，耐腐蝕，穩(wěn)定性好，適用于巖土防護(hù)工程的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；本實(shí)用新型的測(cè)力方法容易實(shí)現(xiàn)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型剖視圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一實(shí)施例包括兩端各與一段錨桿3通過連接結(jié)構(gòu)固定連接的測(cè)力彈性體I;所述測(cè)力彈性體I上開設(shè)有凹槽7;所述凹槽7內(nèi)設(shè)有由兩個(gè)光纖光柵傳感器串聯(lián)而成的光纖光柵9，其中一個(gè)光纖光柵傳感器12固定于所述凹槽7底部，另外一個(gè)光纖光柵傳感器13在所述凹槽7內(nèi)懸空;測(cè)力彈性體I為圓柱體結(jié)構(gòu)，且所述圓柱體結(jié)構(gòu)表面設(shè)有平面10;凹槽7的底面過所述測(cè)力彈性體I的中軸線，且與平面10平行。
[0017]凹槽7上設(shè)有用于封裝所述光纖光柵9的蓋板2;所述蓋板2固定在所述平面10上；如圖3，蓋板2上開設(shè)有通孔6，所述光纖光柵9的尾纖自所述通孔6伸出，通孔6截面為L形，光纖光柵9的尾纖上套有保護(hù)管。
[0018]連接結(jié)構(gòu)包括開設(shè)在測(cè)力彈性體I端部的多個(gè)連接孔4，相應(yīng)的，本實(shí)用新型的錨桿包括兩段;每段上均開設(shè)有多個(gè)孔11;每段錨桿上的孔11與測(cè)力彈性體I對(duì)應(yīng)一端的連接孔4通過螺桿連接。
[0019]錨桿3的拉力傳遞到測(cè)力彈性體I上后，拉力轉(zhuǎn)化為測(cè)力彈性體I的應(yīng)變并作用于凹槽7底部的光纖光柵傳感器FBGl，F(xiàn)BG1受到應(yīng)變作用后，反射波長會(huì)發(fā)生變化，而另外一個(gè)光纖光柵傳感器FBG2懸空，所以不會(huì)受到拉力作用，把它作為FBGl的溫度補(bǔ)償傳感器。事先在實(shí)驗(yàn)室通過拉伸測(cè)試標(biāo)定測(cè)力彈性體1(即:測(cè)量彈性體在拉力F作用下的應(yīng)變=(拉力I7V(測(cè)力彈性體的橫截面積*測(cè)量彈性體的楊氏模量))，確定FBGl的波長變化量與所受拉力的對(duì)應(yīng)關(guān)系(拉伸測(cè)試標(biāo)定一般使用拉伸機(jī)，把測(cè)力彈性體放在拉伸機(jī)上面，對(duì)測(cè)力彈性體施加拉力，同時(shí)，用儀表記錄不同拉力值作用下的光柵波長變化量，將拉力一一波長變化量做出對(duì)應(yīng)曲線圖，即得到拉力和波長變化量的對(duì)應(yīng)關(guān)系)，通過溫度測(cè)試標(biāo)定得出FBGl和FBG2的溫度靈敏度比值K，在現(xiàn)場(chǎng)就可以通過外界光纖光柵波長解調(diào)器監(jiān)測(cè)FBGl和FBG2的波長變化，然后將FBGI的波長變化量減去K倍的FBG2的波長變化量，剔除溫度變化引起的FBGl的波長變化量，就得出了由錨桿拉力引起的FBGl的波長變化量，然后再由拉伸測(cè)試標(biāo)定得出的FBGl的波長變化量和拉力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得出錨桿所受的拉力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種錨桿測(cè)力裝置，其特征在于，包括測(cè)力彈性體(1)，該測(cè)力彈性體(I)的兩端設(shè)有與錨桿(3)固接的連接結(jié)構(gòu);所述測(cè)力彈性體(I)上開設(shè)有凹槽(7);所述凹槽(7)底面貼合有第一光纖光柵傳感器(12);所述凹槽(7 )內(nèi)設(shè)有在所述凹槽(7 )內(nèi)懸空的第二光纖光柵傳感器(13);所述第一光纖傳感器和第二光纖傳感器串聯(lián)成光纖光柵(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿測(cè)力裝置，其特征在于，所述測(cè)力彈性體(I)為圓柱體結(jié)構(gòu)，且所述圓柱體結(jié)構(gòu)表面設(shè)有平面(10)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錨桿測(cè)力裝置，其特征在于，所述凹槽(7)的底面過所述測(cè)力彈性體(I)的中軸線，且與所述平面(10)平行。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錨桿測(cè)力裝置，其特征在于，所述凹槽(7)上設(shè)有用于封裝所述光纖光柵(9)的蓋板(2)，所述蓋板(2)固定在所述平面(10)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錨桿測(cè)力裝置，其特征在于，所述蓋板(2)上開設(shè)有通孔(6)，所述光纖光柵(9)的尾纖自所述通孔(6)伸出。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錨桿測(cè)力裝置，其特征在于，所述光纖光柵(9)的尾纖上套有保護(hù)管。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錨桿測(cè)力裝置，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)包括開設(shè)在所述測(cè)力彈性體(I)端部的多個(gè)連接孔(4)。
【文檔編號(hào)】G01L1/24GK205426397SQ201521039137
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日
【發(fā)明人】付建軍, 郭永興, 蔣武軍, 曹智, 李鵬
【申請(qǐng)人】中國電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司