一种测索结构全范围温湿度的数字钢丝的制作方法

1.本实用新型涉及索结构内部环境监测装置领域。更具体地说，本实用新型涉及一种测索结构全范围温湿度的数字钢丝。


背景技术：

2.在土木工程领域，索结构如钢绞线、斜拉索、系杆、主缆等在各种桥梁中被大量地使用，其耐久性、安全性、可靠性对建筑物的正常使用有重大的影响。索结构主要由内部钢丝与外部的保护结构组成，索结构的损伤往往是因其内部腐蚀环境而引起的钢丝锈蚀，因此，对索结构内部环境的监测对评估索结构的损伤至关重要。
3.目前对索结构的锈蚀检测主要包括开缆人工目测、缆索检测机器人检测以及x射线检测法、超声检测法等非接触式检测方法。然而这些方法只是一种事后检测行为，无法对索结构内部环境进行实时监测以及时评估钢丝锈蚀病害的严重程度，因此对于索结构内部环境的监测，亟需一种可靠的方法。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
5.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种测索结构全范围温湿度的数字钢丝，所述索结构包括多根索股，所述索股包括多根钢丝，所述数字钢丝穿设于所述索股内，所述数字钢丝包括骨架钢丝，其外周开设有多个沿所述骨架钢丝长度方向通长设置的槽口，多个所述槽口相对所述骨架钢丝的中心均匀分布；每个所述槽口内对应设置有至少一个毛细钢管，每个所述毛细钢管内至少穿设有一组阵列式光纤光栅传感器，所述阵列式光纤光栅传感器用以测量索结构内部的温度和湿度；所述毛细钢管的管壁上开设有若干个第一通孔。
6.优选的是，一组所述阵列式光纤光栅传感器包括一条测量光纤和一条受力光纤，所述测量光纤上沿其长度方向间隔刻制有多个光纤光栅，所述测量光纤上每间隔一段距离设置一个固定点，在各所述固定点将所述测量光栅和所述受力光纤固定。
7.优选的是，所述骨架钢丝的槽口内穿设所述毛细钢管后，所述骨架钢丝的外周包裹有金属箔，形成金属箔层；所述金属箔层上开设有若干个第二通孔。
8.优选的是，所述金属箔层的外周包裹有金属护套，形成金属护套层，所述金属护套层上开设有若干个第三通孔。
9.优选的是，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔均对应于所述光纤光栅的位置开设。
10.本实用新型至少包括以下有益效果：
11.1、本实用新型所提供的测索结构全范围温湿度的数字钢丝，通过在毛细钢管内设置阵列式光纤光栅传感器来对索结构内部多位置点的温、湿度进行测量，可用于准确判断索结构内部温、湿度随外界环境变化的演化规律，评价钢丝损伤锈蚀程度，对索结构剩余使
用寿命做出准确评估，避免盲目换索造成的浪费。
12.2、本实用新型所提供的测索结构全范围温湿度的数字钢丝，可帮助悬索桥除湿系统更加科学、精准的工作，降低除湿系统能耗，加快悬索桥主缆内部湿度尽快降低到设计所要求的湿度，保证桥梁的安全运营。
13.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
14.图1为本实用新型所述数字钢丝的截面结构示意图；
15.图2为图1的a-a向截面结构示意图；
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
17.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
18.如图1所示，本实用新型提供一种测索结构全范围温湿度的数字钢丝，所述索结构包括多根索股，所述索股包括多根钢丝，所述数字钢丝穿设于所述索股内，所述数字钢丝包括骨架钢丝1，其外周开设有多个沿所述骨架钢丝1长度方向通长设置的槽口，多个所述槽口相对所述骨架钢丝1的中心均匀分布；每个所述槽口内对应设置有至少一个毛细钢管4，每个所述毛细钢管4内至少穿设有一组阵列式光纤光栅传感器5，所述阵列式光纤光栅传感器5用以测量索结构内部的温度和湿度；所述毛细钢管4的管壁上开设有若干个第一通孔41。
19.在这种技术方案中，在索结构内部使用所述数字钢丝替换一根或多根钢丝，对索结构的内部环境进行监测。为监测整条索结构全长的内部环境状态，在所述骨架钢丝1的外周通长设置多个槽口用以放置毛细钢管4，通过在所述毛细钢管4内穿设阵列式光纤光栅传感器5来对索结构内部的多位置点的温度和湿度进行测量，所述阵列式光纤光栅传感器5的光纤信号与外部解调仪相连，实时监测索结构内部温度和湿度变化，可及时评估索结构损伤情况，尽早发现索结构存在的安全隐患。所述阵列式光纤光栅传感器5可以为温度光纤光栅传感器和湿度光纤光栅传感器交替设置的阵列式光纤光栅传感器，或是温湿度光纤光栅传感器。为了使阵列式光纤光栅传感器5准确感知索结构中的环境温湿度，在所述毛细钢管4的管壁上开设若干个第一通孔41，是所述毛细钢管4内部环境与索结构的内部环境保持一致。
20.在另一种实施例中，一组所述阵列式光纤光栅传感器5包括一条测量光纤51和一条受力光纤52，所述测量光纤51上沿其长度方向间隔刻制有多个光纤光栅52，所述测量光
纤51上每间隔一段距离设置一个固定点，在各所述固定点将所述测量光栅51和所述受力光纤52固定。
21.在这种技术方案中，考虑到光纤光栅传感器的测量不能对光纤位置进行固定，所以所述毛细钢管4保持中空，保证所述阵列式光纤光栅传感器5处于无应力状态。初始状态时，所述测量光纤51较所述受力光纤52长，所述测量光纤51保持松弛状态，但每间隔一定长度与所述受力光纤52在一个固定点固定，固定方式不限于粘贴或绑扎固定，使得当所述骨架钢丝1受力时，所述测量光栅51得以在毛细钢管中保持松弛状态，以保证精准测得索结构内部温度和湿度。所述数字钢丝可以通过在所述骨架钢丝1的槽口中设置多个所述毛细钢管4，也可以通过在单个所述毛细钢管4中同时设置多组所述阵列式光纤光栅传感器5，来增加所述测量光纤51的存活率。
22.在另一种实施例中，所述骨架钢丝1的槽口内穿设所述毛细钢管4后，所述骨架钢丝1的外周包裹有金属箔，形成金属箔层2；所述金属箔层2上开设有若干个第二通孔21。较优地，金属箔可采用防护效果较好的铝箔等。
23.在另一种实施例中，所述金属箔层2的外周包裹有金属护套，形成金属护套层3，所述金属护套层3上开设有若干个第三通孔31。所述金属护套层3用以整体保护所述数字钢丝的内部结构。
24.参照图2，为保证所述阵列式光纤光栅传感器5测量的精确性，所述第一通孔41、所述第二通孔21和所述第三通孔31均对应于所述光纤光栅53的位置开设。所述第一通孔41、所述第二通孔21和所述第三通孔31孔洞的形式可以为各种形状，如方形、圆形等。
25.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。