[发明专利]基于BOTDR的智能拉索及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及布里渊光时域反射仪（BOTDR）的智能拉索及其制备方法，适用于桥梁施工、光纤传感等领域。

背景技术

拉索是缆索支承桥梁的核心构件之一， 且全部布置在梁体外部， 受外界环境、 动静荷载作用等因素影响，容易生锈腐蚀和疲劳损伤，其服役期往往比设计寿命短得多。 如何实现拉索服役期间工作状态的实时监测，确保其使用期内的安全，已成为拉索技术发展的关键之一。传统的测量方法主要有压力表测定法、测力环测定法、振动频率法、电阻应变片监测法、磁通量法等。这些测试技术具有长期测试不方便、易受电磁场干扰、耐久性差、测试距离和范围有限等缺点。如压力表测定法适用于施工阶段的索力测量且测量误差较大；测力环测定法是在拉索端部锚具的锚板下安放测力环实现对拉索锚下整体张力的测量，该方法不仅测量位置固定，而且可能会受锚具护筒内的摩擦力或填充物影响，另外受偏载影响较大；振动频率法虽然比较简单,但要得到精确的结果比较困难；虽然磁通量技术具有一定的耐久性优势，但是磁通量传感器存在由于磁性退化、传感器非线性特征等导致需要二次标定的问题，也不完全适于拉索的长期实时健康监测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于BOTDR的智能拉索及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种基于BOTDR的智能拉索及其制备方法，其特征在于：该智能拉索由智能钢丝（1）和其他六根普通钢丝（5）构成，智能钢丝由钢丝（1）、BOTDR传感光纤（2）、方槽（3）、环氧树脂（4）构成，其中钢丝（1）开方槽（3），BOTDR传感光纤（2）置于方槽（3）内，并用环氧树脂（4）固定。

该制作方法包括如下步骤：

（1）将钢丝（1）固定于滚轴的传输带（6）上；

（2）点胶机（7）将环氧树脂（4）缓慢精确的注入钢丝上的方槽（3）内；

（3）光纤卷（8）将BOTDR传感光纤（2）布设于钢丝的方槽内；

（4）点胶机（9）将光纤外表面注入环氧树脂；

（5）通过加热器（10）对刷完两层胶后的钢丝进行加热，提高胶水的固化速度；

（6）将智能钢丝与其他六根钢丝（5）绕制形成智能拉索；

基于BOTDR的智能拉索的工作过程：光源发出的光入射到BOTDR传感光纤上产生自发布里渊散射光，同时在发射端检测背向自发布里渊散射光，当钢丝的应力、温度等参量不发生变化时，散射光的频移和强度不会改变。当钢丝的应力、温度等参量发生变化时，散射光的频移和强度发生变化，通过测量散射光的频移和强度变化，进而可以实现钢丝的应力、温度等参量的测量。

本发明的有益效果：本发明提出的基于BOTDR的智能拉索及其制备方法，采用BOTDR传感技术，具有长距离监控、低能源依赖性、高环境耐受性、抗电磁干扰、抗腐蚀等优点。同时将BOTDR传感光纤置于钢丝的方槽内，使得BOTDR的灵敏度和准确性得到了很大的提高。

附图说明

图1基于BOTDR的智能钢丝结构示意图。

图2基于BOTDR的智能拉索结构示意图。

图3基于BOTDR的智能拉索制作方法。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例一，见图1、图2、图3，一种基于BOTDR的智能拉索及其制备方法，该智能拉索由智能钢丝1和其他六根普通钢丝5构成，智能钢丝由钢丝1、BOTDR传感光纤2、方槽3、环氧树脂4构成，其中钢丝1开方槽3，BOTDR传感光纤2置于方槽3内，并用环氧树脂4固定。

该制作方法包括如下步骤：

（1）将钢丝1固定于滚轴的传输带6上；

（2）点胶机7将环氧树脂4缓慢精确的注入钢丝上的方槽3内；

（3）光纤卷8将BOTDR传感光纤2布设于钢丝的方槽内；

（4）点胶机9将光纤外表面注入环氧树脂；

（5）通过加热器10对刷完两层胶后的钢丝进行加热，提高胶水的固化速度；

（6）将智能钢丝与其他六根钢丝5绕制形成智能拉索；

基于BOTDR的智能拉索的工作过程：光源发出的光入射到BOTDR传感光纤上产生自发布里渊散射光，同时在发射端检测背向自发布里渊散射光，当钢丝的应力、温度等参量不发生变化时，散射光的频移和强度不会改变。当钢丝的应力、温度等参量发生变化时，散射光的频移和强度发生变化，通过测量散射光的频移和强度变化，进而可以实现钢丝的应力、温度等参量的测量。

本实施例所述的BOTDR传感光纤的长度为100m，方槽的大小为1mm*1mm。