專利名稱：光纖光柵智能地秤的制作方法
(一)、所屬領域本發(fā)明涉及的是一種高性能汽車衡。具體地說是一種用于公路車輛荷載測試或監(jiān)測的智能地秤。
(二)、背景技術(shù)隨著公路橋梁建設的發(fā)展，路面荷載監(jiān)測技術(shù)也逐步發(fā)展起來。我國橋梁設計規(guī)范的車輛荷載水平相對偏低，近年來車輛流量的增大和超載車輛的大幅度增多，使得橋梁結(jié)構(gòu)疲勞累積損傷愈發(fā)嚴重。因此，設立汽車衡對車輛加以計量和限載，可以有效控制超載。此外，車輛荷載監(jiān)測是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的重要內(nèi)容，是用來有效評估公路、橋梁服役安全狀態(tài)的基本數(shù)據(jù)源之一。然而，傳統(tǒng)的汽車衡主要是機械式及電子式，由于其整個系統(tǒng)為結(jié)構(gòu)式裝置，耐久性受到嚴重制約不滿足公路橋梁結(jié)構(gòu)的長期監(jiān)測要求。因此，發(fā)展耐久性優(yōu)良的新一代汽車衡，這對有效維護重要的公路、橋梁具有重要意義。
(三)、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有高耐久性的光纖光柵智能地秤。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括支撐梁、安裝在支撐梁上的鋼筋混凝土面板，支撐梁是內(nèi)部布置有光纖光柵傳感器的混凝土組合梁，鋼筋混凝土面板通過鉸支座安裝在混凝土組合梁上。
本發(fā)明還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征1、在鋼筋混凝土面板的兩端設置有彈簧制成的限位器。
2、所述的光纖光柵傳感器是FRP-OFBG或經(jīng)過封裝保護的光纖光柵。
3、所述的混凝土組合梁是由位于下部的工字鋼，位于工字鋼上的由箍筋、縱向架立筋、布于其中的光纖光柵傳感器混凝土組合而成。
4、光纖光柵傳感器通過鎧裝光纖引出，且其傳輸線路上設置保護盒。
近年來光纖傳感技術(shù)得到長足的發(fā)展，它是適用于長期監(jiān)測的理想傳感元件，尤其適用于土木工程結(jié)構(gòu)?；诠饫w光柵的傳感器是光纖光柵作敏感元件的功能性傳感器，具有其他類型光纖傳感器無可比擬的優(yōu)點，主要有其用波長編碼傳感信號；光纖光柵傳感器是自參考的，測量的是絕對值不是計量干涉條紋；光纖光柵的敏感部分寫在芯區(qū)，由其組成的傳感器無需光纖連接器、機械裝配、研磨工藝和對準工藝；光纖光柵傳感器靈敏度高，動態(tài)范圍大等。目前，光纖光柵傳感器已經(jīng)廣泛用于土木工程、航空航天、石油化工、醫(yī)學、環(huán)境工程等領域。
本發(fā)明將光纖光柵置于混凝土組合梁體內(nèi)，利用光纖光柵監(jiān)測梁體變形間接獲得導致梁體變形的汽車荷載。汽車荷載由鋼筋混凝土面板通過鉸支座分配傳遞到混凝土組合梁上。在豎向，汽車荷載始終為各梁受力的總和。光纖光柵智能地秤結(jié)合了混凝土組合梁的耐久性和光纖光柵的感知特能，保證了地秤的耐久性優(yōu)點外，還具備了光纖光柵的所有優(yōu)點如耐腐蝕、傳感精度高、抗電磁干擾、準分布式傳感、絕對測量、穩(wěn)定性等。此外，光纖光柵智能地秤對光纖光柵形成一種自然保護，充分發(fā)揮光纖光柵的優(yōu)良傳感器性能。此外，光纖光柵智能地秤可以設計成適合公路工程實際需要的不同尺寸，實施方便，維護簡單易行。這種地秤特別適于長期監(jiān)測的實際工程需要。
光纖光柵智能地秤作為汽車衡對車輛加以計量和限載，可以有效控制超載。此外，利用汽車衡的監(jiān)測結(jié)果可以有效評估公路、橋梁的服役安全狀態(tài)。
本發(fā)明是利用光纖光柵的高性能感知特性和混凝土組合梁的耐久性研制開發(fā)的光纖光柵智能地秤?？梢苑奖阌脕頊y量公路車輛荷載，具有精度高、耐久性好、造價低、實施簡單、維護方便等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明原理俯視示意圖；圖2是本發(fā)明的基本原理主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明混凝土組合梁的結(jié)構(gòu)示意圖。
(五)、具體實施方案下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結(jié)合圖1和圖2，光纖光柵智能地秤的的組成包括支撐梁2、安裝在支撐梁上的鋼筋混凝土面板1。支撐梁是內(nèi)部布置有光纖光柵傳感器5的混凝土組合梁，鋼筋混凝土面板通過鉸支座4安裝在混凝土組合梁上。在鋼筋混凝土面板縱向的兩端設置有彈簧制成的限位器3。光纖光柵傳感器是FRP-OFBG或經(jīng)過封裝保護的光纖光柵。同時結(jié)合圖3，混凝土組合梁是由位于下部的工字鋼6，位于工字鋼上的由箍筋7、縱向架立筋8、布于其中的光纖光柵傳感器5和混凝土組合而成。光纖光柵傳感器通過鎧裝光纖9引出，且其傳輸線路上設置保護盒10。
光纖光柵智能地秤的面板1由混凝土組合梁均勻2分布支撐。這樣，汽車荷載由鋼筋混凝土面板通過鉸支座分配傳遞到混凝土組合梁上。在豎向，汽車荷載始終為各梁受力的總和。
本發(fā)明的產(chǎn)品可以采用這樣的方法來制作首先，根據(jù)實際公路路面測量荷載監(jiān)測的需要，通過力學分析，設計好光纖光柵智能地秤各部件的尺寸。然后，分別制作布設光纖光柵傳感器(為FRP-OFBG)的混凝土組合梁和鋼筋混凝土面板，并對混凝土組合梁進行標定。其次，在給定的地秤存放位置將鋼筋混凝土板1、布設有光纖光柵傳感器的混凝土組合梁2、限位器3和鉸支座4按設計要求進行組裝，并將傳輸線置入保護盒。待安裝好后，對地秤進行標定，確定好地秤的荷載-波長系數(shù)關系。最后，根據(jù)設計的基本理論方法和試驗標定結(jié)果，利用相關軟件開發(fā)平臺開發(fā)了光纖光柵智能地秤智能監(jiān)測系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種光纖光柵智能地秤，它包括支撐梁、安裝在支撐梁上的鋼筋混凝土面板，其特征是支撐梁是內(nèi)部布置有光纖光柵傳感器的混凝土組合梁，鋼筋混凝土面板通過鉸支座安裝在混凝土組合梁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵智能地秤，其特征是在鋼筋混凝土面板的兩端設置有彈簧制成的限位器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖光柵智能地秤，其特征是所述的光纖光柵傳感器是FRP-OFBG或經(jīng)過封裝保護的光纖光柵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖光柵智能地秤，其特征是所述的混凝土組合梁是由位于下部的工字鋼，位于工字鋼上的由箍筋、縱向架立筋、布于其中的光纖光柵傳感器混凝土組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖光柵智能地秤，其特征是所述的混凝土組合梁是由位于下部的工字鋼，位于工字鋼上的由箍筋、縱向架立筋、布于其中的光纖光柵傳感器混凝土組合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的光纖光柵智能地秤，其特征是光纖光柵傳感器通過鎧裝光纖引出，且其傳輸線路上設置保護盒。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖光柵智能地秤，其特征是光纖光柵傳感器通過鎧裝光纖引出，且其傳輸線路上設置保護盒。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖光柵智能地秤，其特征是光纖光柵傳感器通過鎧裝光纖引出，且其傳輸線路上設置保護盒。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種光纖光柵智能地秤。它包括支撐梁、安裝在支撐梁上的鋼筋混凝土面板，支撐梁是內(nèi)部布置有光纖光柵傳感器的混凝土組合梁，鋼筋混凝土面板通過鉸支座安裝在混凝土組合梁上。本發(fā)明是利用光纖光柵的高性能感知特性和混凝土組合梁的耐久性研制開發(fā)的光纖光柵智能地秤?？梢苑奖阌脕頊y量公路車輛荷載，具有精度高、耐久性好、造價低、實施簡單、維護方便等優(yōu)點。
文檔編號G01G19/02GK1598499SQ200410043819
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者歐進萍, 周智, 李惠 申請人:歐進萍, 周智, 李惠