自感知钢筋的封装的制作方法

本发明属于安全监测和结构材料技术领域，具体涉及一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件。

背景技术：

钢筋混凝土结构在服役过程中，一旦失效将会导致整个结构垮塌等灾难性的后果，给人民的生命财产造成巨大损失。因此，如果能够对钢筋混凝土结构的受力状态进行长期实时监测并且对检测装置加以保护就显得非常重要。

为了预测和预防事故的发生，科学家和技术人员一直在努力研究智能化的结构，而传感技术就是智能结构的关键技术之一。光纤光栅具有体积小、质量轻、波长选择性好、不受非线性效应影响、极化不敏感、易于与光纤系统连接、便于使用和维护、带宽范围大、附加损耗小、器件微型化、耦合性好、抗电磁干扰、耐高温、抗腐蚀、传输损耗小、传输容量大、集信息传输与传感一体的优异性能，这使得光纤光栅以及基于光纤光栅的器件成为智能结构首选的信息传输与传感的载体。1989年，美国brownuniversity的mendez等人首先提出把光纤传感器埋入混凝土建筑和结构中，并描述了实际应用中这一研究领域的一些基本设想。此后，美国、英国、加拿大、日本等国家的大学、研究机构投入了很大力量研究光纤传感器在智能混凝土结构中的应用。现阶段有人在传统的土木工程结构埋入光纤作为传感元件进行结构强度、变形、损伤、震动和施工质量的监测，同时埋入驱动元件，如形状记忆合金等，并将控制元件和信息处理系统与之结合，形成具有智能功能的土木工程结构。由于光纤光栅的材质为石英玻璃，质地脆，在布置安装过程中容易折损。特别是由于空间的限制，不得不将光纤线弯折，在粗放的混凝土施工工艺中势必会导致光纤线在引出钢筋的位置处折断，使得这根自感知钢筋失去工作能力。因此，对光栅光纤的保护是使智能结构安全有效的满足实际应用需要最为关键的任务，故一种能够有效保护引出线不受损坏的内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件具有重要的意义。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件，该封装构件能够根据实际工程的需要决定安装位置，满足准确卡位要求，有效的弥补光线材料脆性大、抗剪能力低、易折损等缺点，有效的保护光纤引出线，有效的提高了光栅光纤的存活率。

相对于现有封装方案，本发明所提到的封装构件具有十分优异的适应性，可以根据不同的工程需要改变安装位置，改变引出线的引出角度，倾斜角度小时，光纤可以小角度弯曲引出，光纤能量损耗小，同时不易因操作不当折断，当工况或设计需要而大角度弯曲引出时也可增大引出孔角度。

与一般的封装方案相比，本发明所提到的封装构件结构简单，不仅施工操作更为简单便捷，也使得光纤线得到有效的保护，提高了光纤光栅的存活率，有效的解决了上述问题。

附图说明

图1：具体实施一中“一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件”主视结构示意图；

图2：具体实施一中“一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件”侧视结构示意图；

图3：具体实施一中“一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件”俯视结构示意图；

图4：具体实施二中“一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件”主视结构示意图；

图5：具体实施二中“一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件”侧视结构示意图；

图6：具体实施二中“一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件”俯视结构示意图；

序号说明：图1、2、3中，1-自感知钢筋，2-光纤引出线、3-封装构件、4-引出孔、5-旋紧螺钉、6-保护管、7-凹槽、8-切口；图4、5、6中，1-碳板，2-光纤引出线、3-封装构件、4-引出孔、5-旋紧螺钉、6-保护管、7-凹槽、8-切口。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施方式。

具体实施例一

如图1、2、3所示，一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件，用于对内嵌光纤光栅的自感知钢筋的引出线进行保护，包括自感知钢筋1、光纤引出线2、封装构件3以及保护管6。封装构件3将内嵌光纤光栅自感知钢筋的引出线位笼罩在自身内部空间中，保护其免受冲击进而导致脆断。保护管6与封装构件3紧密连接在一起，保护管将引出线的尾纤包裹于内部引出工程构件外。

封装构件3包括：引出孔4、旋紧螺钉5以及切口8。封装构件3两侧设置螺旋孔，旋紧螺钉5将封装构件3旋紧固定于自感知钢筋上并且保证切口8和引出孔4位于光纤引出线2的正上方，满足准确卡位的要求。引出孔4根据实际的工程需要事先设计好所需的引出角度而加工，倾斜角度小时，光纤可以小角度弯曲引出，光纤能量损耗小，同时不易因操作不当折断，当工况或设计需要而大角度弯曲引出时也可增大引出孔角度。

引出孔4包括：凹槽7以及切口8。引出孔切口与封装构件3切口同宽同方向形成连贯的切口，光纤引出线通过此切口直接弯起进入到引出孔内，避免了光纤安装时弯曲折断。凹槽7中轴线与引出孔中轴线重合，且凹槽直径比引出孔内径大，使光纤保护管端部卡在此凹槽中无法继续深入，避免过度深入而使处于弯曲状态的光纤收到冲击进而出现损坏。

光纤引出线2通过引出孔4进入保护管6中，随着保护管6的牵引最终引出工程构件之外。保护管6与引出孔4内的凹槽7紧密连接在一起不易脱落，有效的提高了整个封装构件对光纤引出线的保护能力。

具体实施例二

如图4、5、6所示，一种内嵌光纤光栅的碳板的封装构件，用于对内嵌光纤光栅的碳板的引出线进行保护，包括碳板1、光纤引出线2、封装构件3以及保护管6。封装构件3将内嵌光纤光栅碳板的引出线位笼罩在自身内部空间中，保护其免受冲击进而导致脆断。保护管6与封装构件3紧密连接在一起，保护管将引出线的尾纤包裹于内部引出工程构件之外。

封装构件3包括：引出孔4、旋紧螺钉5以及切口8。封装构件3两侧设置有孔，旋紧螺钉5将封装构件3旋紧固定于工程构件上并且保证切口8和引出孔4位于光纤引出线2的正上方，满足准确卡位的要求。引出孔4根据实际的工程需要事先设计好所需的引出角度而加工，倾斜角度小时，光纤可以小角度弯曲引出，光纤能量损耗小，同时不易因操作不当折断，当工况或设计需要而大角度弯曲引出时也可增大引出孔角度。

引出孔4包括：凹槽7以及切口8。引出孔切口与封装构件3切口同宽同方向形成连贯的切口，光纤引出线通过此切口直接弯起进入到引出孔内，避免了光纤安装时弯曲折断。凹槽7中轴线与引出孔中轴线重合，且凹槽直径比引出孔内径大，使光纤保护管端部卡在此凹槽中无法继续深入，避免过度深入而使处于弯曲状态的光纤收到冲击进而出现损坏。

光纤引出线2通过引出孔4进入保护管6中，随着保护管6的牵引最终引出工程构件之外。保护管6与引出孔4内的凹槽7紧密连接在一起不易脱落，有效的提高了整个封装构件对光纤引出线的保护能力。

本发明一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件具有以下有益效果：

第一，发明人经过创造性思维的前提下发现了内嵌光纤光栅的自感知钢筋和内嵌光纤光栅的碳板的失效通常使由于引出线保护不足导致其受到损伤造成的，故本发明提出一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件来保护光纤引出线2。

第二，本发明提出的一种内嵌光纤光栅的自感知钢筋的封装构件结构简单，成本低，操作简单，便于施工，安全可靠、有效、高耐久性、高适用性，可以有效弥补光纤脆性大、抗剪能力低、在布置安装过程中易折损的缺点，有效的保护光线引出线2，提高了光纤引出线2抗剪，抗拉以及抗冲击能力，有效的保护了自感知钢筋的脆弱部位，提高了其使用寿命，提高了自钢制钢筋作为智能结构的存活率，可以广泛的应用于钢筋混凝土、碳板加固等工程中。

第三，封装构件3及引出孔4作为主要受力部件，二者共同承受外力冲击以及荷载，其材料可以选用多种具有一定强度的材料，如不锈钢、经过防腐处理的普通钢、铝合金等。

第四，保护管可以提高光线引出线2的抗压、抗拉强度以及抗冲击能力，有效的保护内部光纤。