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专利号: 2016104109657
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种监测钢筋锈蚀状态的传感器,包括长周期光纤光栅传感(11),其特征在于,长周期光纤光栅传感(11)包括光纤光栅段(1)、光纤段(2)和尾端段(3),还包括基座(12)、钢筋(13)和水泥砂浆(14),从左到右依次为光纤光栅段(1)、光纤段(2)和尾端段(3),光纤光栅段(1)的表面上设有一层光纤光栅段金属膜(7),且光纤光栅段(1)由内至外依次为光纤光栅段纤芯(4)和光纤光栅段金属膜(7),尾端段(3)的表面上设有一层尾端段金属膜(8),且尾端段(3)由内至外依次为尾端段纤芯(6)和尾端段金属膜(8),尾端段(3)的端面上设有一层尾端段端面金属膜(9);钢筋(13)和长周期光纤光栅传感(11)均放置在基座(12)内,基座(12)的外部为一层水泥砂浆(14)。

2.根据权利要求1所述的一种监测钢筋锈蚀状态的传感器,其特征在于,所述的光纤光栅段金属膜(7)、尾端段金属膜(8)和尾端段端面金属膜(9)均为钯金膜。

3.根据权利要求2所述的一种监测钢筋锈蚀状态的传感器,其特征在于,基座(12)内设有支架(111),长周期光纤光栅传感(11)放置在支架(111)上,两端固定在基座(12)内。

4.根据权利要求3所述的一种监测钢筋锈蚀状态的传感器,其特征在于,光纤光栅段金属膜(7)的厚度为50-100nm,尾端段金属膜(8)、尾端段端面金属膜(9)的厚度均为700-

1000nm。

5.根据权利要求3所述的一种监测钢筋锈蚀状态的传感器,其特征在于,所述光纤光栅段(1)的长度为4-6cm,光纤段(2)的长度为1-2cm,尾端段(3)的长度为1-6cm。

6.一种如权利要求4所述的监测钢筋锈蚀状态的传感器制作方法,其特征在于:A、根据权利要求1所述的一种监测钢筋锈蚀状态的传感器,将长周期光纤光栅的一端切平,形成光纤光栅段(1)和光纤段(2);

B、光纤光栅段(1)内部是光纤光栅段纤芯(4),在光纤光栅段(1)表面镀一层光纤光栅段金属膜(7),长周期光纤光栅表面形成等离子体共振效应;

C、选取普通圆柱形单模光纤,在该单模光纤的端面镀一层尾端段端面金属膜(9),以形成高反射率镜面,在该单模光纤的表面镀一层尾端段金属膜(8),该单模光纤为尾端段(3);

D、将光纤段(2)与尾端段(3)熔接,形成探头传感结构,构成长周期光纤光栅传感(11);

E、选取一根钢筋(13),将钢筋(13)放置在基座(12)内,在基座(12)内部填充酚醛树脂(121),同时将钢筋混凝土孔隙液渗透到酚醛树脂(121)内;

F、基座(12)内设有支架(111),长周期光纤光栅传感(11)放置在支架(111)上,两端固定在基座(12)内;

G、基座(12)用水泥砂浆(14)浇筑。

7.根据权利要求6所述的一种监测钢筋锈蚀状态的传感器制作方法,其特征在于,长周期光纤光栅传感(11)的两端采用环氧树脂胶进行固定。

8.利用如权利要求4所述的一种监测钢筋锈蚀状态的传感器的钢筋锈蚀监测方法,其特征在于:A、根据权利要求1所述的一种监测钢筋锈蚀状态的传感器,将光纤光栅段(1)引出的传输线缆与光纤光栅解调仪(10)连接,光纤光栅解调仪(10)的精度与光谱仪的精度对比连接;

B、光纤光栅解调仪(10)通道内部发出的光依次经过光纤光栅段(1)、光纤段(2)和尾端段(3);

C、光在光纤光栅段(1)上发生SPR效应,通过光纤段(2)到达探头传感端面(61);

D、光从探头传感端面(61)被反射回来,依次经过尾端段(3)、光纤段(2)和光纤光栅段(1),发生SPR效应,且与前向传输的光发生自干涉效应,返回到光纤光栅解调仪(10)通道内;

E、光纤光栅解调仪(10)将光传输过程中的光谱显示出来;

F、把钢筋锈蚀的状态和光谱的谐振峰波长的偏移联系起来,从而计算出实际中钢筋锈蚀的状态。