经过工程机Y4处理该光信号数据后获得被测量。本发明的传感器利用弹性力学理论和所直接检测的上述6个方向应变，可以间接检测得到任意方向的应变，确定最大拉应变及其方向；同时还可以间接检测剪应变及剪应力。
[0063]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，包括弹性元件(10)和设置在弹性元件(10)内用于对被检测路面的动力响应进行检测的多个敏感元件(Ml，M2，M3，M4，M5，M6); 在弹性元件(1)内建立空间直角坐标系，所述的敏感元件(Ml，M2，M3，M4，M5，M6)分别设置在该空间直角坐标系中的六个不同的方位上； 所述的六个不同的方位为该坐标系中同一卦限对应的三个坐标轴的半轴分别对应的方位，以及分别在该卦限对应的三个坐标平面内各对应一个方位，处于坐标平面内的方位为每个坐标平面对应的两个坐标轴的角平分线对应的方位； 所述的弹性元件内还设置有信号传递线路，所述的敏感元件(Ml，M2，M3，M4，M5，M6)与该信号传递线路连接。2.根据权利要求1所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述的弹性元件(10)内开设有布纤凹槽(B)，所述的敏感元件和信号传递线路均设置在该布纤凹槽(B)内，布纤凹槽(B)的端口即进出线口(J)延伸至弹性元件的外表面。3.根据权利要求1所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述的弹性元件(10)内开设有注防水胶凹槽(F)，所述的注防水胶凹槽(F)内填充有用于防水的防水胶，所述的注防水胶凹槽(F)开设在所述的敏感元件和信号传递线路的外缘，且注防水胶凹槽(F)的端口延伸至弹性元件的外表面。4.根据权利要求2或3所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述的弹性元件(10)包括第一弹性元件(I)、第二弹性元件(2)、第三弹性元件(3)和第四弹性元件(4)，所述的第一弹性元件(I)、第四弹性元件(4)和第二弹性元件(2)相互连接在一起且设置在第三弹性元件(3)的表面上； 第一弹性元件(I)与第四弹性元件(4)相接触的表面、第一弹性元件(I)与第二弹性元件(2)相接触的表面和第一弹性元件(I)与第三弹性元件(3)相接触的表面相互垂直； 所述的布纤凹槽(B)开设在第一弹性元件(I)分别与第四弹性元件(4)、第二弹性元件(2)和第三弹性元件(3)之间相互接触的表面上，所述的注防水胶凹槽(F)开设在第一弹性元件(I)、第四弹性元件(4)、第二弹性元件(2)和第三弹性元件(3)之间相互接触的表面上； 以第一弹性元件(I)与第四弹性元件(4)相接触的表面、第一弹性元件(I)与第二弹性元件(2)相接触的表面和第一弹性元件(I)与第三弹性元件(3)相接触的表面的交点为所述空间直角坐标系的原点，以第一弹性元件(I)与第四弹性元件(4)相接触的表面、第一弹性元件(I)与第二弹性元件(2)相接触的表面和第一弹性元件(I)与第三弹性元件(3)相接触的表面为所述空间直角坐标系的坐标平面，所述敏感元件(MI，M2，M3，M4，M5，M6)设置在该坐标系中所述的六个不同的方位上，敏感元件和所述信号传递线路设置在第一弹性元件(I)上开设的布纤凹槽(B)内。5.根据权利要求4所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述的第一弹性元件(I)、第四弹性元件(4)、第二弹性元件(2)和第三弹性元件(3)之间相互接触的表面通过粘合剂粘合密封连接，粘合剂选用环氧沥青。6.根据权利要求4所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述的第一弹性元件(I)包括第一 1/8球体(Ql)和第一 1/4平板(Pl)，第四弹性元件(4)包括第一 1/4球体(Q2)和第一 1/2平板(P2)，第二弹性元件(2)包括第二 1/8球体(Q3)和第二 1/4平板(P3)，所述第三弹性元件(3)为板件;第一弹性元件(I)、第四弹性元件(4)、第三弹性元件(3)和第二弹性元件(2)连接在一起形成的结构包括由所述第一 1/8球体(Q1)、第一 1/4球体(Q2)和第二 1/8球体(Q3)构成的半球体结构(9)，以及由所述第一 1/4平板(Pl)、第一 1/2平板(P2)、第二 I /4平板(P3)和第三弹性元件(3)构成的平板结构(8)，所述的半球体结构(9)设置在平板结构(8)的中心位置，半球体结构(9)的平面部分设置在平板结构(8)的上表面;所述的平板结构(8)上开设有通孔(K)，该通孔(K)用于填充路面材料，使传感器与路面结构协调变形。7.根据权利要求6所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述的半球体结构(9)的球面上设置有嵌入结构(13)，所述的嵌入结构(13)包括从所述半球体结构(9)球面上垂直向外延伸的立柱(11)和设置在该立柱自由端上的凸台(12)，传感器通过所述嵌入结构(13)镶嵌到路面材料中使传感器与路面结构协调变形； 所述的立柱(11)为圆柱形立柱，所述的凸台(12)为椭球形凸台，椭球形凸台的长轴与圆柱形立柱的轴线垂直； 所述的嵌入结构(13)包括第一嵌入结构(5)、第二嵌入结构(6)和第三嵌入结构(7)，所述的第一嵌入结构(5)设置在第一弹性元件(I)与第二弹性元件(2)的交界处，且第一嵌入结构(5)的轴线与所述平板结构(8)呈45度夹角，第二嵌入结构(6)设置在第一弹性元件(I)与第四弹性元件(4)的交界处，且第二嵌入结构(6)的轴线与所述平板结构(8)呈45度夹角，第三嵌入结构(7)设置在半球结构球面的顶部，且第三嵌入结构(7)的轴线与所述平板结构(8)呈90度夹角。8.根据权利要求7所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述的每个立柱(I I)中均设置有所述的敏感元件，设置在立柱(11)中的敏感元件沿着立柱的轴向设置。9.根据权利要求1所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述的敏感元件为布拉格光栅。10.根据权利要求1所述的一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器，其特征在于，所述弹性元件的材质为与路面材料的弹性模量相同的尼龙材料。
【专利摘要】本发明涉及路面结构力学和损伤预估研究技术领域，涉及一种用于检测路面结构复杂应力状态的传感器。包括弹性元件和设置在弹性元件内用于对被检测路面的动力响应进行检测的若干个敏感元件，敏感元件分别设置在同一空间直角坐标系中同一卦限对应的坐标平面内和该卦限对应坐标轴的半轴上，设置在坐标平面内的敏感元件位于该坐标平面对应坐标轴的角平分线上；弹性元件内还设置有信号传递线路，敏感元件与该信号传递线路连接。该传感器能够检测得到路面内部任意一个方向的应变，以及最大拉应变，检测得到路面内部剪应力，传感器与路面材料能够协调变形，体积小、结构简单、成本低、灵敏度高，抵抗路面施工中的破坏作用，是一种预埋置入式传感器。
【IPC分类】G01B11/16, E01C23/01
【公开号】CN105571509
【申请号】CN201610108725
【发明人】董忠红, 倪凤英, 王宪, 刘耀松, 段小锋
【申请人】长安大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年2月26日