专利名称：可替换埋入式传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种土木工程领域技术的传感装置，具体涉及一种可替换埋 入式传感装置。
技术背景混凝土埋入式应变传感器和温度传感器主要包括光纤传感器和振弦式传感 器，其中光纤传感器已经成为发展的趋势。光纤应变传感器由于自身优异的性能， 已经成为传统电阻应变片的替代品，被广泛应用于大型桥梁、大坝、隧道、重要 建筑等钢筋混凝土结构关键部位受力状况的监测。目前一般光纤应变传感器的稳定性和可靠性仅能维持十五年左右，振弦式和 其它类型传感器的寿命则更短，由于钢筋混凝土的寿命一般大于五十年，因此在 结构监测的过程中，对传感器的更换在所难免。但是现在对传感器的更换考虑得 较少，迄今没有比较合理的传感器替换技术。 一旦这些埋入式传感器因老化丧失 作用，监测系统的很大一部分功能将无法实现。经过现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为02206438. 9，提供了一种 埋入混凝土结构的光纤应变传感器，该实用新型只注重对传感器本身的改进、以 及对传感器的光纤传输系统和封装结构进行了改进，而没有提及与传感器的替换 装置。考虑到传感装置的寿命，但仅注重解决了传感器的保护和增敏问题，而不 考虑传感装置的可替换性，那么一旦传感器达到使用寿命就丧失了继续监测的能 力，无法实现长期、稳定监测。发明内容本实用新型针对现有技术存在的不足，提出了一种可替换埋入式传感装置， 使其能够在传感器老化之后对其进行更换以满足长期监测的需要。本实用新型仅 适用于结构内的混凝土。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括数据传输光纤、内钢管、外钢管、柏油层、传感器,连接关系为数据传输光纤置于内钢管内部， 数据传输光纤一端与传感器相连，外钢管套在内钢管外部，外钢管的外侧设有柏 油层。所述外钢管，其外侧带有四片楞叶，楞叶用于传热，并便于在替换时清除柏油。所述楞叶，楞叶间夹角为90度。所述楞叶，其反向延长线都应通过外钢管截面圆心。所述外钢管与内钢管同心设置。所述外钢管，其直径比内钢管大。本实用新型具体使用时，将整个装置固定在钢筋骨架上，然后浇注混凝土。 传感器与混凝土紧密接触并协同工作。本实用新型埋入混凝土的孔洞不能过长， 因为如果孔洞太长，操作难度过大，会影响施工效果，而且会影响结构的工作性 能，所以当其测量方向需要很长的贯穿距离时，采用弧形孔洞。当要替换本实用新型传感装置时，从混凝土外表面通过外钢管对传感装置加 热融去柏油层(或者用有机溶液溶去，可视实际情况而决定采取何种技术方案)， 旋转外钢管，破坏柏油层与混凝土的连接，便可顺利将孔道中的柏油清出。即使 不能直接拔出，也可以通过外钢管导热，加速柏油层的熔化。柏油清出后，将原 数据传输光纤、内钢管、外钢管、柏油层扯出，在混凝土内重新形成孔道，而旧 的的传感器由于与混凝土固结所以仍留在混凝土中。对孔道混凝土内壁进行抛毛 处理，放入一套新的本实用新型传感装置(这次柏油层直径应略小于替换前的， 便于乳胶水泥注入)，用乳胶水泥堵塞传感器与混凝土的缝隙， 一定要保证传感器 与混凝土通过乳胶水泥牢固相连。待乳胶水泥固化后传感器就可以正常工作了。 传感器能够通过乳胶水泥与混凝土共同工作，是该结构能正常工作的一个主要依 据。与现有技术相比，本实用新型的具有以下有益效果1、在埋入传感器前进行劳动量不大的技术处理，从而方便地实现传感器的替换；2、适用于各种埋入式的 混凝土应变器、温度传感器；3、与对传感器本身的改进相比，本实用新型原理简 单、技术简单易行，附属结构所用材料价格低廉且容易获得；4、填补了国内外混
凝土埋入式传感器替换方法方面的空白。因为传感器可以替换，所以实际上相当 于延长了传感器连续监测的寿命，由单个传感器的大约15年延长到等于100年甚 至更长。而混凝土结构本身的设计寿命是50年到100年，所以采用本实用新型可 以将传感器连续监测的时间延长到等于或大于混凝土结构的设计寿命。
图1是本实用新型埋入前装置剖面图； 图2是本实用新型外钢管截面图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明本实施例在以本实用新型技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的 保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括数据传输光纤l、内钢管2、外钢管3、柏油层 4、传感器5，连接关系为数据传输光纤1置于内钢管2内部，数据传输光纤l 一端与传感器5相连，外钢管3套在内钢管2外部，外钢管3的外侧设有柏油层4。所述内钢管2，其直径根据工程实际需要设置， 一般约为2mm。所述外钢管3，其外侧带有四片楞叶6，楞叶6用于传热，并便于在替换时清 除柏油。所述楞叶6，楞叶6间夹角为90度。所述楞叶6，其反向延长线都应通过外钢管3截面圆心。所述外钢管3，与内钢管2同心设置。所述外钢管3，其直径比内钢管2大2mm。所述柏油层4，其半径比传感器5最大截面外接圆半径大0. 5cm。 本实施例使用时，在埋入孔洞前，先根据传感器5大小确定柏油层4的直径， 根据待测方向的长度决定采取直形或弧形孔道，确定数据传输光纤l、内钢管2、 外钢管3、柏油层4的长度和类型，制作浇注柏油层4所需的模具。将数据传输光 纤1装入内钢管2，内钢管2外侧再套上外钢管3，将上述结构在模具中定位，然 后浇注柏油，形成柏油层4。然后将本实施例装置固定在钢筋骨架上，浇注混凝土， 在这过程中，尤其要注意振捣时对传感器5的保护，对传感器5进行标定后即可
正常使用。当传感器5老化，需要替换，融(溶)去柏油层4，将原数据传输光纤 1、内钢管2、外钢管3、残余柏油层4扯出，在混凝土内重新形成孔道，而旧的 的传感器5由于与混凝土固结所以仍留在混凝土中。对孔道内壁进行抛毛处理， 放入一套新的本实施例传感装置。新传感装置的柏油层直径应略小于上次的，便于乳胶水泥注入。用乳胶水泥严密堵塞缝隙， 一定要保证传感器与混凝土通过水 泥砂浆牢固相连，待乳胶水泥固化后传感器就可以正常工作了。乳胶水泥应根据混凝土的强度进行配比，要尽量保证两者的强度接近，以实现共同工作。然后重 新标定并投入工作。本实施例的具有以下有益效果1、在埋入传感器前进行劳动量不大的技术处 理，.从而方便地实现传感器的替换；2、适用于各种埋入式的混凝土应变器、温度 传感器；3、与对传感器本身的改进相比，本实用新型原理简单、技术简单易行， 附属结构所用材料价格低廉且容易获得；4、填补了国内外混凝土埋入式传感器替 换方法方面的空白。
权利要求1.一种可替换埋入式传感装置，包括数据传输光纤、传感器，其特征在于，还包括内钢管、外钢管、柏油层，连接关系为数据传输光纤设置于内钢管内部，数据传输光纤一端与传感器相连，外钢管套在内钢管外部，外钢管的外侧设有柏油层。
2. 根据权利要求1所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述柏油层， 其半径比传感器最大截面外接圆半径大。
3. 根据权利要求1或2所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述柏 油层，其半径比传感器最大截面外接圆半径大0.5cm。
4. 根据权利要求1所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述内钢管， 其直径根据工程实际需要设置， 一般约为2mm。
5. 根据权利要求1所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述外钢管， 其外侧带有四片楞叶。
6. 根据权利要求5所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述楞叶， 楞叶间夹角为90度。
7. 根据权利要求5或6所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述楞 叶，其反向延长线都应通过外钢管截面圆心。
8. 根据权利要求1或5所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述外 钢管与内钢管同心设置。
9. 根据权利要求1或5所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述外 钢管，其直径比内钢管大。
10. 根据权利要求9所述的可替换埋入式传感装置，其特征是，所述外钢管， 其直径比内钢管大2mm。
专利摘要一种土木工程领域技术的可替换埋入式传感装置，包括内钢管、外钢管、柏油层、传感器、数据传输光纤。连接关系为数据传输光纤置于内钢管内部，数据传输光纤一端与传感器相连，外钢管套在内钢管外部，外钢管的外侧设有柏油层。本实用新型主要解决混凝土埋入式传感器不可替换的问题，与对传感器本身的改进相比，本实用新型花费低、原理简单、技术简单易行。
文档编号G01D5/353GK201053879SQ20072007259
公开日2008年4月30日 申请日期2007年7月19日 优先权日2007年7月19日
发明者方从启, 程书剑 申请人:上海交通大学