一种便于调节的用于裂缝检测的光纤传感器的制作方法

1.本公开涉及裂缝检测技术领域，尤其涉及一种便于调节的用于裂缝检测的光纤传感器。


背景技术：

2.裂缝是判断混凝土结构健康状况的重要指标，裂缝的存在将直接破坏结构的整体性，还可能引起结构内部钢筋锈蚀，威胁结构的安全运行。在实际工程中的一些混凝土结构，微小裂缝对结构安全运行影响不大，但需对裂缝开合度进行持续检测，防止裂缝发展到具有危险性的开度。
3.现有的基于光纤弯曲损耗原理的光纤裂缝检测装置，虽然能够实现对裂缝进行实时检测，但由于光纤本身较为脆弱，在检测装置安装过程中，很容易对光纤造成损害，从而对光纤裂缝检测装置的灵敏度造成不良影响。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本公开的目的在于提出一种便于调节的光纤裂缝检测装置，以解决现有的光纤裂缝检测装置在调节安装过程中容易造成光纤损坏的问题。
5.基于上述目的，本公开提供了便于调节的用于裂缝检测的光纤传感器，包括：第一套管，外壁上固定连接有第一安装部，所述第一套管通过第一安装部固定于实体上裂缝的一侧；第二套管，外壁上固定连接有第二安装部，所述第二套管通过第二安装部固定于所述实体上所述裂缝的另一侧，且所述第二套管的管口与所述第一套管的管口相对设置；所述裂缝带动所述第一套管和所述第二套管相向或背离运动；对折裸光纤，穿设于所述第一套管和所述第二套管内，所述对折裸光纤的折弯部设置于所述第一套管外部，所述对折裸光纤的两个光纤端部设置于所述第二套管的外部；两个所述光纤端部与所述第二套管和/或所述第二安装部固定连接；所述折弯部的弯曲度随所述第二套管和所述第一套管的相对移动增大或减小；调节单元，与所述第二安装部可拆卸连接；动支撑部，与所述第一安装部可拆卸连接；所述动支撑部设置于所述调节单元上，且沿所述第一套管的轴向往复滑动。
6.进一步地，所述动支撑部包括齿条段；所述调节单元包括调节主体，所述调节主体上转动连接有与所述齿条段相啮合的调节齿轮。
7.进一步地，所述调节主体为中空结构；所述调节齿轮设置于所述中空结构内；所述齿条段插入所述中空结构内与所述调节齿轮啮合。
8.进一步地，所述调节主体的外部设置有旋钮，所述旋钮与所述调节齿轮同步转动。
9.进一步地，所述旋钮通过连接轴与所述调节齿轮同轴固定；所述连接轴穿过所述调节主体，且所述连接轴与所述调节主体之间安装有阻尼件。
10.进一步地，所述调节主体沿所述第一套管轴向的两端分别设有开口；朝向所述第一套管的开口为第一开口，朝向所述第二套管的开口为第二开口；所述齿条段通过所述第一开口插入所述中空结构内。
11.进一步地，所述调节单元还包括与所述调节主体固定连接的支撑杆，所述调节单元通过所述支撑杆与所述第二安装部可拆卸连接。
12.进一步地，所述支撑杆沿所述动支撑部的运动方向延伸，支撑杆的一端固定连接于所述调节主体，且靠近所述第二开口。
13.进一步地，所述支撑杆上设有滑槽，所述动支撑部在运动过程中伸出所述第二开口的部分滑入所述滑槽内。
14.进一步地，所述第一安装部和所述第二安装部均为片状结构；所述第一安装部在相对所述第一套管的侧壁上设有第一插口；所述动支撑部上设有与第一插口插接配合的第一插头；所述第二安装部在相对所述第二套管的侧壁上设有第二插口；所述支撑杆上设有与所述第二插口插接配合的第二插头。
15.从上面所述可以看出，本公开提供的便于调节的用于裂缝检测的光纤传感器，通过调节单元能够对第一安装部和第二安装部的间距进行调整，使得本公开能够对不同宽度的裂缝进行检测。此外，第一套管和第二套管在与实体固定前，均通过调节单元和动支撑部共同支撑，保持两者之间的相对位置。一方面，便于第一安装部和第二安装部的安装工作；另一方面，也有利于对对折裸光纤进行保护，避免其在安装过程中受到损坏，从而影响对裂缝的检测结果。
附图说明
16.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本公开实施例提供的便于调节的光纤裂缝检测装置的立体图；
18.图2为本公开实施例提供的便于调节的光纤裂缝检测装置的立体爆炸图；
19.图3为本公开实施例提供的便于调节的光纤裂缝检测装置的俯视图；
20.图4为图3中a-a部分的剖视图；
21.图5为图4中b部分的放大图。
22.附图标记说明：
23.1-第一套管；101-第一安装部；1011-第一插口；2-第二套管；201-第二安装部；2011-第二插口；3-对折裸光纤；301-折弯部；302-光纤端部；4-调节单元；401-调节主体；4011-第一开口；4012-第二开口；402-调节齿轮；403-支撑杆；4031-滑槽；404-旋钮；405-连接轴；406-阻尼件；407-第二插头；5-动支撑部；501-第一插头；502-齿条段；6-限位挡片。
具体实施方式
24.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
25.需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部
分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
26.如图1所示，本公开实施例提供的便于调节的用于裂缝检测的光纤传感器，包括：第一套管1，外壁上固定连接有第一安装部101，第一套管1通过第一安装部101固定于实体上裂缝的一侧；第二套管2，外壁上固定连接有第二安装部201，第二套管2通过第二安装部201固定于实体上裂缝的另一侧，且第二套管2的管口与第一套管1的管口相对设置；裂缝带动第一套管1和第二套管2相向或背离运动；对折裸光纤3，穿设于第一套管1和第二套管2内，对折裸光纤3的折弯部301设置于第一套管1外部，对折裸光纤3的两个光纤端部302设置于第二套管2的外部；两个光纤端部302与第二套管2和/或第二安装部201固定连接；折弯部301的弯曲度随第二套管2和第一套管1的相对移动增大或减小；调节单元4，与第二安装部201可拆卸连接；动支撑部5，与第一安装部101可拆卸连接；动支撑部5设置于调节单元4上，且沿第一套管1的轴向往复滑动。
27.需要说明的是，本公开除如图1所示的实施例外，依照现场的安装环境，动支撑部5也可以第二安装部201可拆卸连接，调节单元4也可与第一安装部 101可拆卸连接。也可选用两个动支撑部5和两个调节单元4分别从第一安装部101和第二安装部201的两侧进行可拆卸连接。
28.第一套管1和第二套管2除分别固定于同一实体上的裂缝两侧外，还可固定于两个相互贴合的不同实体，用于检测两个实体之间的间隙。
29.第一套管1和第二套管2可选为管内径为1.5～3mm的毛细钢管。两个光纤端部302可通过环氧树脂胶与第二套管2和/或第二安装部201粘接固定。
30.第一安装部101和第二安装部201可用过焊接、紧固件连接、粘接等方式与实体固定连接。
31.当使用本公开时，依照安装现场裂缝的大小，先通过调节单元4调节第一套管1和第二套管2之间的间距，保证两者的间距大于裂缝的宽度。之后，再将第一安装部101和第二安装部201分别固定在裂缝的两侧，达到固定第一套管1和第二套管2的目的。最后，将调节单元4和动支撑部5拆下即可。
32.本公开对裂缝的检测过程为：先将两个光线端部302连接监测设备(可选为光功率计)，当裂缝发生或扩大时，第一套管1和第二套管2将会相互背离移动。由于对折裸光纤3与第二套管2相对静止，则裂缝发生或扩大只会造成第一套管1朝向折弯部301移动，并对折弯部301产生收束的效果，即折弯部 301的弯曲度减小，监测设备可检测到对折裸光纤3的光纤弯曲损耗变大。
33.同理，当裂缝缩小时，第一套管1和第二套管2将会相向移动。第一套管 1朝向远离折弯部301的方向移动，折弯部301展开，即折弯部301的弯曲度增大，监测设备可检测到对折裸光纤3的光纤弯曲损耗变小。
34.本公开提供的便于调节的用于裂缝检测的光纤传感器，通过调节单元4能够对第一安装部101和第二安装部201的间距进行调整，使得本公开能够对不同宽度的裂缝进行检
测。此外，第一套管1和第二套管2在与实体固定前，均通过调节单元4和动支撑部5共同支撑，保持两者之间的相对位置。一方面，便于第一安装部101和第二安装部201的安装工作；另一方面，也有利于对对折裸光纤3进行保护，避免其在安装过程中受到损坏，从而影响对裂缝的检测结果。
35.如图4和图5所示，可选的，动支撑部5包括齿条段502；调节单元4包括调节主体401，调节主体401上转动连接有与齿条段502相啮合的调节齿轮 402。采用齿轮齿条的结构，实现对动支撑部5与调节主体401之间相对位置的调节。该结构使得本公开结构紧凑，使用方便。
36.如图4和图5所示，可选的，调节主体401为中空结构；调节齿轮402设置于中空结构内；齿条段502插入中空结构内与调节齿轮402啮合。该结构一方面能够对调节齿轮402和齿条段502起到保护作用，另一方面也使得本公开结构紧凑。
37.如图4和图5所示，可选的，调节主体401的外部设置有旋钮404，旋钮 404与调节齿轮402同步转动。通过调节主体401外部的旋钮404对调节齿轮 402进行驱动，便于操作人员对动支撑部5进行手动调节。
38.如图5所示，可选的，旋钮404通过连接轴405与调节齿轮402同轴固定；连接轴405穿过调节主体401，且连接轴405与调节主体401之间安装有阻尼件406。阻尼件406用于增大连接轴405与调节主体401之间的摩擦，一方面便于操作人员对动支撑部5进行小范围的位置调节；另一方面也能用于在非调节状态下，保持动支撑部5与调节主体401之间的相对位置，避免在安装过程中，动支撑部5不受控的移动。
39.如图5所示，可选的，调节主体401沿第一套管1轴向的两端分别设有开口；朝向第一套管1的开口为第一开口4011，朝向第二套管2的开口为第二开口4012；齿条段502通过第一开口4011插入中空结构内。通过设置第一开口 4011和第二开口4012，实现齿条段502插入调节主体401，且通过调节齿轮 402的驱动往复滑动。
40.如图1所示，可选的，调节单元4还包括与调节主体401固定连接的支撑杆403，调节单元4通过支撑杆403与第二安装部201可拆卸连接。该结构能够使本公开的结构更为简单，便于安装维护。
41.如图3、图4和图5所示，可选的，支撑杆403沿动支撑部5的运动方向延伸，支撑杆403的一端固定连接于调节主体401，且靠近第二开口4012。支撑杆403靠近第二开口4012，能够对动支撑部5伸出第二开口4012的部分起到导向作用。
42.如图2和图3所示，可选的，支撑杆403上设有滑槽4031，动支撑部5 在运动过程中伸出第二开口4012的部分滑入滑槽4031内。滑槽4031一方面能够实现对动支撑部5的导向作用，另一方面也能够使本公开的结构更加紧凑。
43.如图2所示，可选的，第一安装部101和第二安装部201均为片状结构；第一安装部101在相对第一套管1的侧壁上设有第一插口1011；动支撑部5 上设有与第一插口1011插接配合的第一插头501；第二安装部201在相对第二套管2的侧壁上设有第二插口2011；支撑杆403上设有与第二插口2011插接配合的第二插头407。
44.通过第一插口1011与第一插头501实现动支撑部5与第一安装部101之间的可拆卸连接；通过第二插口2011与第二插头407实现支撑杆403与第二安装部201之间的可拆卸连接。该结构在保证连接可靠的前提下，便于本公开在现场安装。
45.第一插口1011贯通第一安装部101的上端；第二插口2011贯通第二安装部201的上端；第一插头501和第二插头407上分别固定连接有限位挡片6。该结构使得本公开在保证连接可靠的前提下，动支撑部5和支撑杆403不仅能够从第一安装部101和第二安装部201的侧向拆装，也能够从上方进行拆装。使得本公开能够适用于不同的现场环境。
46.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
47.本公开的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。