专利名称：一种隧道防火保护材料耐火极限在线无损检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及防火保护材料耐火性能检测领域，尤其涉及一种隧道防火保护材料耐火极限在线无损检测系统。
背景技术：
钢筋混凝建筑结构有其常温下强度高、塑韧性好等特点，在我国公路隧道建筑中被广泛采用。钢筋混凝建筑结构虽然不是可燃体，却不耐火，当混凝土中的钢筋承受温度达到250°C时强度下降很快，受热达到350°C时强度降低约50%，50(TC时强度下降80%以上。 因而在火灾高温作用下，钢筋混凝结构建筑物倒塌危险剧增。为有效地预防火灾对隧道造成的损害，将隧道建筑结构表面涂抹导热系数低、防热辐射能力强的防火涂料或铺设防火板。这样可以有效地提高隧道建筑基衬的耐火等级。 因此，对隧道防火保护材料耐火极限的数据检测显得尤为重要。到目前为止，隧道防火保护材料耐火极限数据的检测仍然是在实验室进行，其过程是1)在规定的钢筋混凝土试件表面上，涂敷规定厚度的防火涂料或铺设防火板；2)将钢筋混凝土试件(11)放在专用试验炉上进行耐火极限测试(见附图3) ；3)试件受火面在规定燃烧温度和规定燃烧时间作用下，通过试件背火面插入试件内部的热电偶(10)，测量钢筋网温度升高的温度值，以此得到防火保护材料耐火极限数据。这样的试验方法只能得到送检的防火涂料或防火板耐火极限数据，不能真实反映已施工完毕的隧道防火保护材料耐火极限值，但是因为隧道的背火面是山体，无法将测温热电偶从背火面插入混凝土内部钢筋网处，因此隧道竣工后的防火保护材料耐火极限测试无法进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种隧道防火保护材料耐火极限在线无损检测系统，在隧道施工过程中，在规定的混凝土内层深度将光纤传感器伴随钢筋网铺设若干条，隧道竣工后， 在现场对隧道内防火保护材料进行耐火极限测试，同时通过激光源和光谱分析接收设备自动分析和记录各受火点钢筋网的温度变化值，完成防火保护材料耐火极限的在线无损检测。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种隧道防火保护材料耐火极限在线无损检测系统，包括光纤传感器铺设步骤和在线检测步骤，利用车载式火焰燃烧试验装备对现场隧道防火保护材料进行烧灼试验，通过预埋的光纤传感器测试隧道顶部钢筋网的温度及变形，完成防火保护材料耐火极限在线无损检测，其具体步骤如下所述光纤传感器铺设步骤是沿着隧道走向，在隧道顶部距隧道钢筋混凝土基衬内表面25 50mm深的钢筋网处，紧贴钢筋网表面预埋分布式光纤传感器，光纤传感器从隧道入口钢筋处一直铺设到隧道出口钢筋处；
所述在线检测步骤是1)待隧道竣工后，将分布式光纤传感器一端与激光源相连，分布式光纤传感器另一端连接到光谱分析接收设备；2)用车载式火焰燃烧试验装备沿着光纤走向的任意位置，按照检测试验规定的燃烧温度和规定的燃烧时间，对隧道防火保护层进行烧灼试验；3)烧灼的同时，光谱分析接收设备记录下烧灼点的钢筋温度变化值， 从而得到隧道防火涂料或防火保护板的耐火极限数据，完成隧道防火保护材料耐火极限的在线无损测试。所述激光源的激光波长是50 2000nm。与现有技术相比，本发明的有益效果是由于光纤传感器径细、质软，在隧道施工过程中，可方便地伴随钢筋网铺设，隧道竣工后，在现场对隧道内防火保护材料进行耐火极限无损测试，同时通过光谱分析接收设备判断各受火点钢筋网的温度，即可方便地完成防火保护材料耐火极限的在线无损检测，另外还可以实现对隧道结构形变进行实时监测，特别是地震、山体滑坡等自然灾害对隧道破坏程度的监测。
图I是本发明实施例应用状态示意图；图2是图I的侧视图；图3是专用试验炉上进行耐火极限测试状态示意图。图中1-隧道 2-隧道钢筋混凝土基衬 3-钢筋网 4-分布式光纤传感器 5-激光源6-光谱分析接收设备7-火焰燃烧装备8-防火保护层9-山体10-热电偶 Il-试件
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明见图I、图2，是本发明一种隧道防火保护材料耐火极限在线无损检测系统实施例应用状态示意图，包括光纤传感器铺设步骤和在线检测步骤，利用光纤传感器测试隧道顶部钢筋网的温度及变形，完成防火保护材料耐火极限在线无损检测，其具体步骤如下光纤传感器铺设步骤是沿着隧道I走向，在隧道I顶部距隧道钢筋混凝土基衬2 内表面25 50mm深的钢筋网3处，紧贴钢筋网3表面预埋分布式光纤传感器4，光纤传感器4从隧道入口钢筋处一直铺设到隧道出口钢筋处，隧道钢筋混凝土基衬2的外侧为山体 9 ；在线检测步骤是1)待隧道竣工后，将分布式光纤传感器4 一端与激光源5相连， 分布式光纤传感器4另一端连接到光谱分析接收设备6 ；2)用车载式的火焰燃烧试验装备 7沿着光纤走向的任意位置，按照检测试验规定的燃烧温度和规定的燃烧时间，对隧道防火保护层8进行烧灼试验；3)烧灼的同时，光谱分析接收设备6记录下烧灼点的钢筋温度变化值，从而得到隧道防火涂料或防火保护板的耐火极限数据，完成隧道防火保护材料耐火极限的在线无损测试。由于分布式光纤传感器最长能达到4000米，为了提高激光的传输精度，选用的激光源的激光波长是50 2000nm。预埋光纤传感器的另一个好处是可以对隧道结构形变进行实时监测，特别是地震、山体滑坡等自然灾害对隧道破坏程度的监测和评估，避免引起更大的人身和财产损失。
权利要求
1.一种隧道防火保护材料耐火极限在线无损检测系统，其特征在于，包括光纤传感器铺设步骤和在线检测步骤，利用车载式的火焰燃烧试验装备对现场隧道防火保护材料进行烧灼试验，通过预埋的光纤传感器测试隧道顶部钢筋网的温度及变形，完成防火保护材料耐火极限在线无损检测，其具体步骤如下所述光纤传感器铺设步骤是沿着隧道走向，在隧道顶部距隧道钢筋混凝土基衬内表面25 50mm深的钢筋网处，紧贴钢筋网表面预埋分布式光纤传感器，光纤传感器从隧道入口钢筋处一直铺设到隧道出口钢筋处；所述在线检测步骤是1)待隧道竣工后，将分布式光纤传感器一端与激光源相连，分布式光纤传感器另一端连接到光谱分析接收设备；2)用车载式火焰燃烧试验装备沿着光纤走向的任意位置，按照检测试验规定的燃烧温度和规定的燃烧时间，对隧道防火保护层进行烧灼试验；3)烧灼的同时，光谱分析接收设备记录下烧灼点的钢筋温度变化值，从而得到隧道防火涂料或防火保护板的耐火极限数据，完成隧道防火保护材料耐火极限的在线无损测试。
2.根据权利要求I所述的一种隧道防火保护材料耐火极限在线无损检测系统，其特征在于，所述激光源的激光波长是50 2000nm。
全文摘要
本发明涉及防火保护材料耐火性能检测领域，尤其涉及一种隧道防火保护材料耐火极限在线无损检测系统，其特征在于，包括光纤传感器铺设步骤和在线检测步骤，利用光纤传感器测试隧道顶部钢筋网的温度及变形，完成防火保护材料耐火极限在线无损检测。与现有技术相比，本发明的有益效果是由于光纤传感器径细、质软，在隧道施工过程中，可方便地伴随钢筋网铺设，隧道竣工后，在现场对隧道内防火保护材料进行耐火极限测试，同时通过光谱分析接收设备判断各受火点钢筋网的温度，即可方便地完成防火保护材料耐火极限的在线无损检测，另外还可以实现对隧道结构形变进行实时监测，特别是地震、山体滑坡等自然灾害对隧道破坏程度的监测。
文档编号G01N21/84GK102590214SQ201210035609
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者杨亚明, 王姝, 王辉 申请人:辽宁万泓激光科技股份有限公司