CN101923057A - Botdr光纤腐蚀传感器 - Google Patents

Abstract

一种BOTDR光纤腐蚀传感器，实现了采用低廉的单模通讯光纤作为传感元件对腐蚀的监测。该装置是一种用来测量结构受腐蚀破坏程度的装置，传感器包括螺纹钢筋、透水层、有机玻璃叶片、润滑层、裸光纤、铠装光缆、透水封装盒。首先在螺纹钢筋上加覆透水层，之后把有机玻璃叶片均匀夹住螺纹钢筋，再把裸光纤缠绕在有润滑层覆盖的有机玻璃叶片上，然后连接裸光纤和铠装光缆，最后用透水封装盒封装，并通过引出端把铠装光缆引出。该传感器适于土木工程结构健康监测的混凝土大坝和一些经常受到腐蚀的结构内部，工艺简单，布设方便，精确度高，适于产业化生产。

Description

BOTDR光纤腐蚀传感器

技术领域

本发明是一种使用光纤来监测钢筋混凝土结构钢筋腐蚀程度的传感器，具体说就是通过基于光纤BOTDR(布里渊光时域反射计)的应变传感技术，利用缠绕造价低廉的单模通讯光纤实现对钢筋腐蚀后膨胀应变的测量。通过监测钢筋腐蚀后产生体积膨胀应变现象，实现对钢筋腐蚀程度的定量监测。

背景技术

光纤是用于长期监测的理想传感元件，它具有性能稳定、多参数和分布测量等优点，因而近年来在结构健康监测传感技术中倍受重视。光纤传感器研究的时间虽然不长，进展却非常迅速。

布里渊光时域反射计(Brillouin Optical Time-Domain Relectometer，BOTDR)的测量技术是国际上十几年来才出现的一项用于光通讯与结构健康监测的尖端技术。布里渊散射是入射光波与声波相互作用而产生的一种非弹性散射，在散射过程中产生的斯托克斯光相对于泵浦光有一频移，成为布里渊频移。散射产生的布里渊频移量与光纤中的声速成正比。而光纤中的折射率与声速都与光纤的温度及所受的应力等因素有关，基于此原理，通过对布里渊频移量的测量可以实现对应变与温度的监测。与传统监测技术相比较，BOTDR技术具有分布式监测、长距离、耐腐蚀以及抗电磁干扰等优点，可以直接利用普通通讯光纤直接作为传感器进行监测解调，实现公里级别范围内光纤受到应变与温度的连续分布式测量。BOTDR技术最显著的优点就是可以准确地测出光纤沿线任一点上的应力、温度信息。如果将光纤纵横交错铺设成网状就可具备一定规模的监测网，实现对监测对象的全方位监测，克服传统点式监测漏检的弊端，提高监测的成功率。

实际中光纤价格低廉，易于形成规模生产，因此它具有良好的实用性，与光纤光栅相比更具有推广性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种监测结构受腐蚀程度的传感器，该腐蚀传感器具有良好的精度，能满足工程需要，由于采用单模通讯光纤作为传感元件，造价比现有光纤光栅腐蚀传感器低廉。

本发明的技术方案如下：

该腐蚀传感器包括：螺纹钢筋、透水层、有机玻璃叶片、润滑层、裸光纤、铠装光缆、透水封装盒。首先螺纹钢筋上加覆透水层，有机玻璃叶片)夹住螺纹钢筋及透水层；有机玻璃叶片上加润滑层，裸光纤均匀紧密的缠绕在润滑层上；连接裸光纤和铠装光缆，裸光纤缠绕在有润滑层覆盖的有机玻璃叶片上，然后用带孔洞的透水封装盒封装，在引出端把铠装光缆引出。

本发明的有益效果是工艺简单，适于产业化生产，成本低廉；可以应用一台信号采集分析装置实现对多个腐蚀传感器的监测；传感器布设方便、快捷、易于操作，测量精确度高。

附图说明

图1是光纤传感器透视图。

图2是光纤传感器横向剖面图。

图3是光纤传感器纵向剖面图。

图中：1螺纹钢筋；2透水层；3有机玻璃叶片；4润滑层；5裸光纤；6铠装光缆；7透水封装盒。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。

光纤腐蚀传感器结构构成如图1、图2和图3所示，该腐蚀传感器包括：1螺纹钢筋；2透水层；3有机玻璃叶片；4润滑层；5裸光纤；6铠装光缆；7透水封装盒。首先在螺纹钢筋上加覆透水层，之后把有机玻璃叶片均匀夹住螺纹钢筋，再把裸光纤缠绕在有润滑层覆盖的有机玻璃叶片上，然后连接裸光纤和铠装光缆，最后用透水封装盒封装，并通过引出端把铠装光缆引出。

Claims (1)

1.一种BOTDR光纤腐蚀传感器，包括螺纹钢筋(1)、透水层(2)、有机玻璃叶片(3)、润滑层(4)、裸光纤(5)、铠装光缆(6)以及透水封装盒(7)；其特征在于：

螺纹钢筋(1)上加覆透水层(2)，有机玻璃叶片(3)夹住螺纹钢筋(1)及透水层(2)；有机玻璃叶片(3)上加润滑层(4)，裸光纤均匀紧密的缠绕在润滑层上；连接裸光纤(5)和铠装光缆(6)，裸光纤(5)缠绕在有润滑层覆盖的有机玻璃叶片上，然后用带孔洞的透水封装盒(7)封装，在引出端把铠装光缆(5)引出。

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