本發(fā)明涉及集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備，屬于水工結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳感光纖同時(shí)具有“傳”和“感”兩種功能，基于光纖傳感技術(shù)的傳感器種類繁多，同一種參量可以使用不同類型的傳感器來測(cè)量，但是光纖傳感技術(shù)的核心思想是檢測(cè)光受到外界參數(shù)的調(diào)制，按照光在光纖中的被調(diào)制的原理分為強(qiáng)度調(diào)制型、相位調(diào)制型、頻率調(diào)制型、波長(zhǎng)調(diào)制型和偏振態(tài)調(diào)制型等類型，隨著光信息和傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖傳感技術(shù)具有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在傳感方式、傳感原理以及信號(hào)的探測(cè)與處理等方面都具有傳統(tǒng)的電學(xué)傳感器所沒有的優(yōu)勢(shì)。

聲發(fā)射技術(shù)是一種先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)，它通過探測(cè)和分析被測(cè)物自身發(fā)生的聲波獲知被測(cè)物內(nèi)部的損傷、斷裂、變形等信息，該技術(shù)在石油、航空、土木等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，聲發(fā)射關(guān)鍵元件是對(duì)聲波進(jìn)行采集和探測(cè)的聲發(fā)射傳感器，傳統(tǒng)的聲發(fā)射傳感器都是通過壓電陶瓷或者壓電晶體材料制作而言，其抗電磁干擾能力差、信號(hào)傳輸短等缺點(diǎn)，通過將光纖傳感技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)融合，即可以避免抗電磁干擾能力差、信號(hào)傳輸短的缺點(diǎn)，而且光纖傳感技術(shù)可以彌補(bǔ)聲發(fā)射無法監(jiān)測(cè)溫度等其他信息的能力，因此，將光纖傳感技術(shù)與聲發(fā)射傳感技術(shù)融合將大大擴(kuò)展結(jié)構(gòu)體傳感監(jiān)測(cè)檢測(cè)能力，但是如何更好地實(shí)現(xiàn)聲發(fā)射技術(shù)中聲波的采集與增強(qiáng)，如何更好地將傳感光纖進(jìn)行布設(shè)，在當(dāng)前光纖傳感技術(shù)與聲發(fā)射傳感技術(shù)融合領(lǐng)域中還未見報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備，通過設(shè)有多個(gè)第一通孔、第二通孔和主共腔洞，利用增加聲波的傳遞，構(gòu)建了多層級(jí)多不同持續(xù)時(shí)間的聲發(fā)射源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感光纖內(nèi)光信息的多層級(jí)多不同持續(xù)時(shí)間的影響。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備，包括底板和與底板兩側(cè)固定連接的第一側(cè)板和第二側(cè)板，第一側(cè)板和第二側(cè)板的頂部通過弧載纖道連接，底板、第一側(cè)板、第二側(cè)板和弧載纖道形成主共腔洞；所述弧載纖道內(nèi)設(shè)有一對(duì)傳感光纖，傳感光纖通過壓塊壓緊在弧載纖道內(nèi)，壓塊上設(shè)有若干組彈簧，彈簧通過蓋板壓緊壓塊，蓋板安裝在第一側(cè)板和第二側(cè)板上。

作為優(yōu)選，所述第一側(cè)板上沿傳感光纖軸線方向設(shè)有若干個(gè)第一通孔。

作為優(yōu)選，所述第二側(cè)板上沿傳感光纖軸線方向設(shè)有若干個(gè)第二通孔。

作為優(yōu)選，所述第一通孔為共腔圓孔，共腔圓孔截面為圓孔，第二通孔為共腔六角孔，共腔六角孔截面為六角孔，第一通孔和第二通孔均為奇數(shù)個(gè)。

作為優(yōu)選，所述底板、第一側(cè)板和第二側(cè)板的外表面均設(shè)有外接槽。

作為優(yōu)選，所述壓塊下方設(shè)有分隔兩條傳感光纖的隔纖壁。

有益效果：本發(fā)明的集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備，首先提出一種融合主共腔洞、共腔六角孔和共腔圓孔的傳感光纖聲發(fā)射感知設(shè)備布設(shè)用裝置，創(chuàng)新性地使用了多形空腔孔、大小尺寸空腔孔、空間不同位置空腔孔等手段，構(gòu)建了多層級(jí)多不同持續(xù)時(shí)間的聲發(fā)射源，增加了聲波的傳遞，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳感光纖內(nèi)光信息的多層級(jí)多不同持續(xù)時(shí)間的影響，為能更好地監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)體服役性態(tài)提供重要的保證，本裝置操作簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)成本低廉、結(jié)構(gòu)完整、流程化和自動(dòng)化強(qiáng)，為光纖傳感與聲發(fā)射融合技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用和推廣具有重大意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一種集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備，包括底板和與底板兩側(cè)固定連接的第一側(cè)板304和第二側(cè)板305，第一側(cè)板304和第二側(cè)板305的頂部通過弧載纖道311連接，底板、第一側(cè)板304、第二側(cè)板305和弧載纖道311形成主共腔洞315；所述弧載纖道311內(nèi)設(shè)有一對(duì)傳感光纖，傳感光纖通過壓塊303壓緊在弧載纖道311內(nèi)，壓塊303上設(shè)有若干組彈簧301，彈簧301通過蓋板302壓緊壓塊303，蓋板302安裝在第一側(cè)板304和第二側(cè)板305上。

在本發(fā)明中，所述第一側(cè)板304上沿傳感光纖軸線方向設(shè)有若干個(gè)第一通孔306，所述第二側(cè)板305上沿傳感光纖軸線方向設(shè)有若干個(gè)第二通孔307。所述第一通孔306為共腔圓孔，共腔圓孔截面為圓孔，第二通孔307為共腔六角孔，共腔六角孔截面為六角孔，第一通孔306和第二通孔307均為奇數(shù)個(gè)。所述底板、第一側(cè)板304和第二側(cè)板305的外表面均設(shè)有外接槽。所述壓塊303下方設(shè)有分隔兩條傳感光纖的隔纖壁314，隔纖壁314為VIP板。

一種如上述的一種集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備的運(yùn)行方法，包括以下步驟：

(1)確定所使用裝置的個(gè)數(shù)及分布式傳感光纖的長(zhǎng)度

本實(shí)施例選擇西北某混凝土壩施工過程中某迎水面150m×100m的區(qū)域，其周長(zhǎng)為500m，考慮可能的彎曲及引線的用途，確定最終的GJJV型號(hào)緊套傳感光纖的長(zhǎng)度為600m，基于所使用的集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備的厚度為2m，以及實(shí)際工程中需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的部位的范圍，最終確定選擇50個(gè)集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備，在每個(gè)集成聲發(fā)射源擴(kuò)張裝置的水工程施工性態(tài)光纖感知設(shè)備之間用橡膠管進(jìn)行保護(hù)埋設(shè)，為了更好地描述本裝置的運(yùn)行細(xì)節(jié)，優(yōu)先選用其中一個(gè)裝置運(yùn)行進(jìn)行細(xì)致論述；

(2)裝配第一布設(shè)模塊和第二布設(shè)模塊

將長(zhǎng)度20cm、寬度5cm的第一側(cè)板304和長(zhǎng)度20cm、寬度5cm的第二側(cè)板305以與水平面夾角為60°的形式將其安裝布設(shè)，構(gòu)成一個(gè)主共腔洞315，并且挨個(gè)檢查第一側(cè)板304上的11個(gè)直徑為3cm、截面是圓形結(jié)構(gòu)的共腔圓孔和第二側(cè)板305上的11個(gè)截面為等邊六邊形、邊長(zhǎng)為1cm的共腔六角孔是否存在阻塞情況，如果存在阻塞或者不通，需要進(jìn)行疏通處理，將第一傳感光纖312和第二傳感光纖313放置到弧載纖道311中；

(3)閉合裝置與初次運(yùn)行調(diào)試

通過壓塊303可以將GJJV型號(hào)緊套第一傳感光纖312和GJJV型號(hào)緊套第二傳感光纖313以非剛性的方式進(jìn)行固定，三角布設(shè)的組合形式可以更好地利用聲發(fā)射源對(duì)共腔圓孔、共腔六角孔和主共腔洞315產(chǎn)生共鳴時(shí)將信息傳遞給第一傳感光纖312和第二傳感光纖313，將第一傳感光纖312和第二傳感光纖313連接到待測(cè)儀器上進(jìn)行初次調(diào)試，檢查裝置運(yùn)行情況；

(4)埋設(shè)裝置完成布設(shè)

選擇好待測(cè)結(jié)構(gòu)體中能夠固定的部位，本實(shí)例中是依附于鋼筋結(jié)構(gòu)，因此，將開孔高2cm、寬4cm的第一外接槽316、開孔高2cm、寬4cm的第二外接槽317和開孔高1cm、寬5cm的底外接槽318分別穿過待測(cè)結(jié)構(gòu)體中的鋼筋構(gòu)件，且按照由近到遠(yuǎn)、先直后彎、先上后下的順序?qū)⒏鱾€(gè)裝置依次進(jìn)行布設(shè)安裝，待所有裝置都布設(shè)完成之后，對(duì)其進(jìn)行埋設(shè)，完成最終的布設(shè)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。