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专利名称：光纤光栅智能地秤的制作方法
(一)、所属领域本发明涉及的是一种高性能汽车衡。具体地说是一种用于公路车辆荷载测试或监测的智能地秤。
(二)、背景技术随着公路桥梁建设的发展，路面荷载监测技术也逐步发展起来。我国桥梁设计规范的车辆荷载水平相对偏低，近年来车辆流量的增大和超载车辆的大幅度增多，使得桥梁结构疲劳累积损伤愈发严重。因此，设立汽车衡对车辆加以计量和限载，可以有效控制超载。此外，车辆荷载监测是结构健康监测系统的重要内容，是用来有效评估公路、桥梁服役安全状态的基本数据源之一。然而，传统的汽车衡主要是机械式及电子式，由于其整个系统为结构式装置，耐久性受到严重制约不满足公路桥梁结构的长期监测要求。因此，发展耐久性优良的新一代汽车衡，这对有效维护重要的公路、桥梁具有重要意义。
(三)、发明内容本发明的目的在于提供一种具有高耐久性的光纤光栅智能地秤。
本发明的目的是这样实现的它包括支撑梁、安装在支撑梁上的钢筋混凝土面板，支撑梁是内部布置有光纤光栅传感器的混凝土组合梁，钢筋混凝土面板通过铰支座安装在混凝土组合梁上。
本发明还可以包括这样一些结构特征1、在钢筋混凝土面板的两端设置有弹簧制成的限位器。
2、所述的光纤光栅传感器是FRP-OFBG或经过封装保护的光纤光栅。
3、所述的混凝土组合梁是由位于下部的工字钢，位于工字钢上的由箍筋、纵向架立筋、布于其中的光纤光栅传感器混凝土组合而成。
4、光纤光栅传感器通过铠装光纤引出，且其传输线路上设置保护盒。
近年来光纤传感技术得到长足的发展，它是适用于长期监测的理想传感元件，尤其适用于土木工程结构。基于光纤光栅的传感器是光纤光栅作敏感元件的功能性传感器，具有其他类型光纤传感器无可比拟的优点，主要有其用波长编码传感信号；光纤光栅传感器是自参考的，测量的是绝对值不是计量干涉条纹；光纤光栅的敏感部分写在芯区，由其组成的传感器无需光纤连接器、机械装配、研磨工艺和对准工艺；光纤光栅传感器灵敏度高，动态范围大等。目前，光纤光栅传感器已经广泛用于土木工程、航空航天、石油化工、医学、环境工程等领域。
本发明将光纤光栅置于混凝土组合梁体内，利用光纤光栅监测梁体变形间接获得导致梁体变形的汽车荷载。汽车荷载由钢筋混凝土面板通过铰支座分配传递到混凝土组合梁上。在竖向，汽车荷载始终为各梁受力的总和。光纤光栅智能地秤结合了混凝土组合梁的耐久性和光纤光栅的感知特能，保证了地秤的耐久性优点外，还具备了光纤光栅的所有优点如耐腐蚀、传感精度高、抗电磁干扰、准分布式传感、绝对测量、稳定性等。此外，光纤光栅智能地秤对光纤光栅形成一种自然保护，充分发挥光纤光栅的优良传感器性能。此外，光纤光栅智能地秤可以设计成适合公路工程实际需要的不同尺寸，实施方便，维护简单易行。这种地秤特别适于长期监测的实际工程需要。
光纤光栅智能地秤作为汽车衡对车辆加以计量和限载，可以有效控制超载。此外，利用汽车衡的监测结果可以有效评估公路、桥梁的服役安全状态。
本发明是利用光纤光栅的高性能感知特性和混凝土组合梁的耐久性研制开发的光纤光栅智能地秤。可以方便用来测量公路车辆荷载，具有精度高、耐久性好、造价低、实施简单、维护方便等优点。


图1是本发明原理俯视示意图；图2是本发明的基本原理主视结构示意图；图3是本发明混凝土组合梁的结构示意图。
(五)、具体实施方案下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图1和图2，光纤光栅智能地秤的的组成包括支撑梁2、安装在支撑梁上的钢筋混凝土面板1。支撑梁是内部布置有光纤光栅传感器5的混凝土组合梁，钢筋混凝土面板通过铰支座4安装在混凝土组合梁上。在钢筋混凝土面板纵向的两端设置有弹簧制成的限位器3。光纤光栅传感器是FRP-OFBG或经过封装保护的光纤光栅。同时结合图3，混凝土组合梁是由位于下部的工字钢6，位于工字钢上的由箍筋7、纵向架立筋8、布于其中的光纤光栅传感器5和混凝土组合而成。光纤光栅传感器通过铠装光纤9引出，且其传输线路上设置保护盒10。
光纤光栅智能地秤的面板1由混凝土组合梁均匀2分布支撑。这样，汽车荷载由钢筋混凝土面板通过铰支座分配传递到混凝土组合梁上。在竖向，汽车荷载始终为各梁受力的总和。
本发明的产品可以采用这样的方法来制作首先，根据实际公路路面测量荷载监测的需要，通过力学分析，设计好光纤光栅智能地秤各部件的尺寸。然后，分别制作布设光纤光栅传感器(为FRP-OFBG)的混凝土组合梁和钢筋混凝土面板，并对混凝土组合梁进行标定。其次，在给定的地秤存放位置将钢筋混凝土板1、布设有光纤光栅传感器的混凝土组合梁2、限位器3和铰支座4按设计要求进行组装，并将传输线置入保护盒。待安装好后，对地秤进行标定，确定好地秤的荷载-波长系数关系。最后，根据设计的基本理论方法和试验标定结果，利用相关软件开发平台开发了光纤光栅智能地秤智能监测系统。
权利要求
1.一种光纤光栅智能地秤，它包括支撑梁、安装在支撑梁上的钢筋混凝土面板，其特征是支撑梁是内部布置有光纤光栅传感器的混凝土组合梁，钢筋混凝土面板通过铰支座安装在混凝土组合梁上。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅智能地秤，其特征是在钢筋混凝土面板的两端设置有弹簧制成的限位器。
3.根据权利要求1或2所述的光纤光栅智能地秤，其特征是所述的光纤光栅传感器是FRP-OFBG或经过封装保护的光纤光栅。
4.根据权利要求1或2所述的光纤光栅智能地秤，其特征是所述的混凝土组合梁是由位于下部的工字钢，位于工字钢上的由箍筋、纵向架立筋、布于其中的光纤光栅传感器混凝土组合而成。
5.根据权利要求3所述的光纤光栅智能地秤，其特征是所述的混凝土组合梁是由位于下部的工字钢，位于工字钢上的由箍筋、纵向架立筋、布于其中的光纤光栅传感器混凝土组合而成。
6.根据权利要求1、2或5所述的光纤光栅智能地秤，其特征是光纤光栅传感器通过铠装光纤引出，且其传输线路上设置保护盒。
7.根据权利要求3所述的光纤光栅智能地秤，其特征是光纤光栅传感器通过铠装光纤引出，且其传输线路上设置保护盒。
8.根据权利要求4所述的光纤光栅智能地秤，其特征是光纤光栅传感器通过铠装光纤引出，且其传输线路上设置保护盒。
全文摘要
本发明涉及的是一种光纤光栅智能地秤。它包括支撑梁、安装在支撑梁上的钢筋混凝土面板，支撑梁是内部布置有光纤光栅传感器的混凝土组合梁，钢筋混凝土面板通过铰支座安装在混凝土组合梁上。本发明是利用光纤光栅的高性能感知特性和混凝土组合梁的耐久性研制开发的光纤光栅智能地秤。可以方便用来测量公路车辆荷载，具有精度高、耐久性好、造价低、实施简单、维护方便等优点。
文档编号G01G19/02GK1598499SQ200410043819
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月20日 优先权日2004年8月20日
发明者欧进萍, 周智, 李惠 申请人:欧进萍, 周智, 李惠