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原文传递基于分布式光纤传感的结构质量检测方法及检测装置

专利名称：	基于分布式光纤传感的结构质量检测方法及检测装置
摘要：	本发明公开了一种基于分布式光纤传感的结构质量检测方法及检测装置，检测方法包括：在被检测的结构上施加激振；通过预埋在结构内的分布式传感光纤，得到激振下分布式传感光纤每个探测点的后向散射光相位变化；根据分布式传感光纤每个探测点的后向散射光相位变化，得到分布式传感光纤每个探测点的振动速度；分析得到分布式传感光纤每个探测点的振动速度，得出桩身的质量情况。本发明通过解析相位得到桩身质点振动速度，通过分析桩身质点振动速度的衰减规律来判断桩身的质量情况，为桩基质量检测提供了新的方向。
专利类型：	发明专利
申请人：	西北大学;南京智慧基础设施技术研究院有限公司
发明人：	张晋源;孙安;吴智深
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-14T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202311017174.4
公开号：	CN117027071A
代理机构：	北京德崇智捷知识产权代理有限公司
代理人：	王斌
分类号：	E02D33/00;E02D27/12;E;E02;E02D;E02D33;E02D27;E02D33/00;E02D27/12
申请人地址：	710069 陕西省西安市太白北路229号;
主权项：	1.基于分布式光纤传感的结构质量检测方法，其特征在于，包括：在被检测的结构上施加激振；通过预埋在结构内的分布式传感光纤，得到激振下分布式传感光纤每个探测点的后向散射光相位变化；根据分布式传感光纤每个探测点的后向散射光相位变化，得到分布式传感光纤每个探测点的振动速度；分析得到的分布式传感光纤每个探测点的振动速度，得出桩身的质量情况。 2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的结构质量检测方法，其特征在于，根据分布式传感光纤每个探测点的后向散射光相位变化，得到的分布式传感光纤每个探测点的振动速度为：式中，V为探测点振动速度；为外界振动导致后向散射光相位的变化量；λ为后向散射光的波长；c为应力波波速；n为纤芯有效折射率；Cε为弹光折射率系数；L为接收到外界振动的光纤的长度。 3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的结构质量检测方法，其特征在于，分析得到分布式传感光纤每个探测点的振动速度，得出桩身的质量情况的方法是：通过分析探测点振动速度的衰减规律来判断桩身的质量情况；振动速度的衰减服从指数规律： V＝V0eax 式中，V为探测点振动速度，V0为初始振动速度，a为衰减系数，x为振动速度到达探测点的传播距离。 4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的结构质量检测方法，其特征在于，通过预埋在结构内的分布式传感光纤，得到的激振下分布式传感光纤每个探测点的后向散射光相位变化为：式中，为外界振动导致后向散射光相位的变化量；λ为后向散射光的波长；n为纤芯有效折射率；Cε为弹光折射率系数；L为接收到外界振动的光纤的长度；ε为光纤受到外界振动时产生的应变，是由结构材料的弹性模量及密度决定的常量。 5.根据权利要求1-4任一所述的基于分布式光纤传感的结构质量检测方法，其特征在于，所述结构为混凝土桩；传感光纤预埋在混凝土桩内。 6.根据权利要求5所述的基于分布式光纤传感的结构质量检测方法，其特征在于，传感光纤采用“U”型布线的方式绑扎在钢筋笼的两根对称的主筋上。 7.基于分布式光纤传感的结构质量检测装置，其特征在于，包括：激振源，用于在被检测的结构上施加激振；分布式传感光纤系统，包括位于结构内的分布式光纤；分布式光纤传感系统向分布式光纤中发送激光脉冲，探测激光脉冲在分布式光纤中的后向散射光信号；信号处理模块，根据所述分布式传感光纤系统探测的分布式光纤中的后向散射光信号得到激振导致后向散射光相位变化；根据激振导致后向散射光相位变化得到结构质点的振动速度；质量判断模块，根据所述信号处理模块得到的结构质点的振动速度，得出桩身的质量情况。 8.根据权利要求7所述的基于分布式光纤传感的结构质量检测装置，其特征在于，信号处理模块得到的激振下分布式传感光纤每个探测点的后向散射光相位变化为：式中，为外界振动导致后向散射光相位的变化量；λ为后向散射光的波长；n为纤芯有效折射率；Cε为弹光折射率系数；L为接收到外界振动的光纤的长度；ε为光纤受到外界振动时产生的应变，是由结构材料的弹性模量及密度决定的常量；信号处理模块得到的分布式传感光纤每个探测点的振动速度为：式中，V为探测点振动速度；c为应力波波速。 9.根据权利要求7所述的基于分布式光纤传感的结构质量检测装置，其特征在于，所述质量判断模块，通过分析探测点振动速度的衰减规律来判断桩身的质量情况；振动速度的衰减服从指数规律： V＝V0eax 式中，V为探测点振动速度，V0为初始振动速度，a为衰减系数，x为振动速度到达探测点的传播距离。
所属类别：	发明专利