分布式光纤辅助定位装置及系统的制作方法

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1.本实用新型属于光纤通讯技术领域，具体涉及一种分布式光纤辅助定位装置及系统。

背景技术：

2.随着技术的进步，分布式光纤应变监测技术越来越广泛应用于桥梁、隧道、综合管廊等混凝土结构物的局部微应变监测，用以评估结构物健康状态、计算结构物变形等。但是想要分布式光纤应变监测发挥作用，首先须确保光纤监测数据与监测部位有着准确的对映关系，也就是做好数据定位。传统技术采用的数据定位方法为：用尺子测量并记录光纤从光纤解调设备到检测段起点、转折点、终点等关键位置的距离，然后在监测数据处理过程中，用所记录的各距离长度对数据进行定位，然后进行数据处理工作。采用该技术进行数据定位往往不准确，影响后续结构健康状态评估、结构物变形计算的准确性。为了提高对结构物的监测精度，公开号为cn103344193b的中国发明专利，公开的一种光纤混凝土冻融膨胀应变监测传感器，其将普通的单模抗弯光纤缠绕在直径为5cm-8cm的混凝土圆柱体表面，缠绕15-20圈，形成光纤缠绕线圈。其应用布里渊分布式光纤传感技术或光纤白光迈克尔逊干涉传感技术，利用光纤缠绕线圈直接测量圆柱体混凝土的冻融膨胀变形，实现对混凝土冻融膨胀应变的精确监测。但为了保证单模抗弯光纤缠绕线圈与圆柱体的紧密结合，需要在缠绕过程中，对光纤施加应变为 200-800με的预张拉应力。虽然布里渊分布式光纤传感技术可用于结构物的局部微应变监测，但直接将光纤缠绕在混凝土圆柱体上的方式，无法实现光纤预紧力的调整和控制，不利于仪器检测定位。

技术实现要素：

3.针对上述现有技术中的问题，本技术提出了一种分布式光纤辅助定位装置及系统。
4.第一方面，本实用新型提出的分布式光纤辅助定位装置，包括：
5.基板；所述基板上设置有滑槽；
6.两块芯板，分别沿所述滑槽的长度方向设置在所述基板的上端面，所述芯板的下端面设置有与所述滑槽滑动配合的导向块，两块芯板在水平面上沿滑槽的长度方向保持间距；
7.间距调节件，其一端与一块所述芯板连接或抵接，另一端与另一块所述芯板连接或抵接，用于调节两块芯板的间距；以及
8.至少两个光纤连接块，设置在所述基板的对角，所述两块芯板位于所述两个光纤连接块之间，所述光纤连接块上设置光纤安装槽，所述光纤安装槽贯穿所述光纤连接块的两个相对侧端。
9.进一步，所述间距调节件包括螺栓和两个螺纹孔；两个螺纹孔一一对应的水平设置在两块芯板的相向端，所述螺栓包括螺杆和头部，所述螺杆与一个所述芯板上的螺纹孔
螺纹连接，所述头部与另一个所述芯板的相向端抵接。
10.进一步，所述螺栓的长度方向与所述滑槽的长度方向平行。
11.进一步，所述芯板为d型半圆板体，两块芯板的相背端为圆弧面，两块芯板的相向端设置有内凹的操作口，所述间距调节件位于所述操作口内。
12.上述进一步方案的有益效果是：通过将间距调节件设置在操作口内，便于对间距调节件进行操作，提高安装便利性。通过将芯板的相背端设置为圆弧面，确保光纤缠绕时不会发生折断，且不会产生较大光损失。
13.进一步，所述基板上设置有操作孔，所述操作孔与所述滑槽连通，所述操作孔位于所述操作口的下方。
14.进一步，所述基板的四角分别设置有一个连接块安装槽，所述光纤连接块安装在所述连接块安装槽中。
15.进一步，所述光纤安装槽的内壁面设置有锯齿面，所述光纤安装槽内填充有胶水。
16.上述进一步方案的有益效果是：通过在光纤安装槽内设置胶水，并在光纤安装槽的内壁设置锯齿面，使胶水与光纤安装槽的内壁面粘接效果更好，从而提升光纤的固定效果。
17.进一步，所述光纤安装槽的槽底不低于所述基板的上端面。
18.进一步，两个所述光纤连接块设置在呈斜对角的两个连接块安装槽中，且该两个所述光纤连接块的光纤安装槽的长度方向在空间上水平相交。
19.第二方面，本实用新型提出一种分布式光纤辅助定位系统，包括：
20.多个所述的分布式光纤辅助定位装置，分别一一对应的设置在结构物的多个监测部位；
21.光纤，依次安装在所述多个分布式光纤辅助定位装置上，且所述光纤缠绕每个分布式光纤辅助定位装置的两块芯板至少一圈；以及
22.光纤信号解调设备，与所述光纤连接。
23.本实用新型的有益效果是：通过在基板上设置两块保持间距的芯板，并设置间距调节件以实现两块芯板的间距调节，从而当光纤缠绕在两块芯板上后，利用间距调节件调节两块芯板的间距即可实现光纤预紧力的调整和控制，且结构简单，成本低，易于安装和操作。
附图说明
24.图1为本实用新型的分布式光纤辅助定位装置的立体结构示意图。
25.图2为图1中基板的立体结构示意图。
26.图3为图1中两块芯板以及间距调节件的立体结构示意图。
27.图4为图1中一个光纤连接块的立体结构示意图。
28.图中，
29.10-基板；11-滑槽；12-操作孔；13-连接块安装槽；
30.20-芯板；21-导向块；22-螺纹孔；23-螺栓；
31.30-光纤连接块；31-光纤安装槽。
具体实施方式
32.以下结合附图1至附图4和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
33.如图1、图2所示的一种分布式光纤辅助定位装置，包括：基板10、两块芯板20、一个间距调节件和至少两个光纤连接块30。
34.基板10上设置有滑槽11。以附图1为例，基板10为水平设置的平板结构。
35.结合附图2，一个实施例中，基板10的中心设置有滑槽11，滑槽11的长度方向与基板10的长度方向相同。基板10中心还设置有操作孔12，操作孔12与滑槽11连通，操作孔12设置在滑槽11的宽度方向的两侧，滑槽11和操作孔 12形成十字形槽体。
36.结合附图2，在一个实施例中，基板10的四角分别设置有一个连接块安装槽13，用于安装光纤连接块30。连接块安装槽13的长度方向可以不同。
37.结合附图3，两块芯板20分别沿滑槽11的长度方向设置在基板10的上端面，芯板20的下端面设置有与滑槽11滑动配合的导向块21，两块芯板20在水平面上沿滑槽11的长度方向保持间距。在导向块21的作用下，芯板20可在基板10的上端面沿滑槽11的长度方向滑移。
38.在一个实施例中，芯板20为d型半圆板体，两块芯板20的相背端为圆弧面，圆弧面的半径不小于3cm。两块芯板20的相向端设置有内凹的操作口，间距调节件位于操作口内。基板10上的操作孔12位于操作口的下方。
39.间距调节件的一端与一块芯板20连接或抵接，间距调节件的另一端与另一块芯板20连接或抵接，用于调节两块芯板20的间距。
40.在一个实施例中，间距调节件包括螺栓23和两个螺纹孔22；两个螺纹孔22 一一对应的水平设置在两块芯板20的相向端，螺栓23包括螺杆和头部，螺杆与一个芯板20上的螺纹孔22螺纹连接，头部与另一个芯板20的相向端抵接。
41.螺栓23的长度方向与滑槽11的长度方向平行。利用扳手等工具拧转螺栓 23的头部，即可调节螺杆与螺纹孔22的配合深度，从而调节两块芯板20的间距。两块芯板20的间距不同，从而缠绕在两块芯板20上的光纤具有不同的预紧力，当需要光纤具有较大的预紧力时，减小螺杆与螺纹孔22的配合深度，使两块芯板20相远离即可，反之，当需要光纤具有较小的预应力时，增大螺杆与螺纹孔22的配合深度，使两块芯板20相靠拢。
42.结合图4所示，两个光纤连接块30设置在基板10的对角，两块芯板20位于两个光纤连接块30之间，光纤连接块30上设置光纤安装槽31，光纤安装槽 31贯穿光纤连接块30的两个相对侧端。
43.在一个实施例中，光纤连接块30还可以有更多个。
44.光纤连接块30安装在连接块安装槽13中。
45.光纤安装槽31的内壁面设置有锯齿面，光纤安装槽31内填充有胶水。
46.光纤安装槽31的槽底不低于基板10的上端面。比如，光纤安装槽31的槽底与基板10的上端面平齐，或光纤安装槽31的槽底高于基板10的上端面。
47.两个光纤连接块30设置在呈斜对角的两个连接块安装槽13中，且该两个光纤连接块30的光纤安装槽31的长度方向在空间上水平相交。
48.本实用新型还提出一种分布式光纤辅助定位系统，包括：
49.多个分布式光纤辅助定位装置，分别一一对应的设置在结构物的多个监测部位。
50.光纤，依次安装在多个分布式光纤辅助定位装置上，且光纤缠绕每个分布式光纤
辅助定位装置的两块芯板20至少一圈。
51.光纤信号解调设备，与光纤连接。
52.本实施例分布式光纤辅助定位系统的操作方法包括以下步骤：
53.步骤一、开槽：布设分布式光纤之前，选定结构物的关键位置作为监测部位，在结构物的监测部位的表面开槽，槽尺寸应足够容纳分布式光纤辅助定位装置，至少应满足可容纳基板10。
54.步骤二、分布式光纤辅助定位装置安装：在基板10下端面(或称底面)涂抹速凝胶水，将基板10粘贴于监测部位的表面开槽内，将螺栓23安装于其中一块芯板20上，并将两块芯板20拼合安装在基板10的上端面，使芯板20的导向块21位于基板10的滑槽11内，以便于芯板20与基板10可滑动配合。根据光线的走线方向，安装两个光纤连接块30。
55.步骤三、光纤安装：光纤顺走向穿过其中一个光纤连接块30顶部的光纤安装槽31，并缠绕于两块芯板20拼合后的所构成的整体结构不少于5圈后，顺走向穿过另一个光纤连接块30顶部的光纤安装槽31。
56.步骤四、光纤固定：光纤安装完毕后，用高强度速凝胶水填充至光纤安装槽 31内，胶水凝固之后即完成光纤固定，胶水凝固之前用胶带等方式临时固定光纤。
57.步骤五、预应力施加：光纤固定完毕后，在芯板20侧壁(即圆弧面)涂抹润滑油，然后用扳手等工具旋拧螺栓23，使两块芯板20相远离，迫使缠绕在两块芯板20拼合后所构成的整体结构上的光纤被拉紧，形成明显的初始应变。
58.步骤六、监测数据定位：光纤布设完毕后，将光纤连接至光纤信号解调设备，读取光纤检测信号中应变突出的位置，则该处信号横坐标位置即对应结构物监测部位中安装分布式光纤辅助定位装置的位置，即可实现精准的分布式光纤应变传感器数据定位。
59.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，同样也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，包括：基板；所述基板上设置有滑槽；两块芯板，分别沿所述滑槽的长度方向设置在所述基板的上端面，所述芯板的下端面设置有与所述滑槽滑动配合的导向块，两块芯板在水平面上沿滑槽的长度方向保持间距；间距调节件，其一端与一块所述芯板连接或抵接，另一端与另一块所述芯板连接或抵接，用于调节两块芯板的间距；以及至少两个光纤连接块，设置在所述基板的对角，所述两块芯板位于所述两个光纤连接块之间，所述光纤连接块上设置光纤安装槽，所述光纤安装槽贯穿所述光纤连接块的两个相对侧端。2.根据权利要求1所述的分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，所述间距调节件包括螺栓和两个螺纹孔；两个螺纹孔一一对应的水平设置在两块芯板的相向端，所述螺栓包括螺杆和头部，所述螺杆与一个所述芯板上的螺纹孔螺纹连接，所述头部与另一个所述芯板的相向端抵接。3.根据权利要求2所述的分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，所述螺栓的长度方向与所述滑槽的长度方向平行。4.根据权利要求1所述的分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，所述芯板为d型半圆板体，两块芯板的相背端为圆弧面，两块芯板的相向端设置有内凹的操作口，所述间距调节件位于所述操作口内。5.根据权利要求4所述的分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，所述基板上设置有操作孔，所述操作孔与所述滑槽连通，所述操作孔位于所述操作口的下方。6.根据权利要求1所述的分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，所述基板的四角分别设置有一个连接块安装槽，所述光纤连接块安装在所述连接块安装槽中。7.根据权利要求6所述的分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，所述光纤安装槽的内壁面设置有锯齿面，所述光纤安装槽内填充有胶水。8.根据权利要求6所述的分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，所述光纤安装槽的槽底不低于所述基板的上端面。9.根据权利要求6所述的分布式光纤辅助定位装置，其特征在于，两个所述光纤连接块设置在呈斜对角的两个连接块安装槽中，且该两个所述光纤连接块的光纤安装槽的长度方向在空间上水平相交。10.一种分布式光纤辅助定位系统，其特征在于，包括：多个如权利要求1所述的分布式光纤辅助定位装置，分别一一对应的设置在结构物的多个监测部位；光纤，依次安装在所述多个分布式光纤辅助定位装置上，且所述光纤缠绕每个分布式光纤辅助定位装置的两块芯板至少一圈；以及光纤信号解调设备，与所述光纤连接。

技术总结

本申请涉及光纤通讯技术领域，提供了一种分布式光纤辅助定位装置及系统，包括：基板；基板上设置有滑槽；两块芯板，分别沿滑槽的长度方向设置在基板的上端面，芯板的下端面设置有与滑槽滑动配合的导向块，两块芯板在水平面上沿滑槽的长度方向保持间距；间距调节件，用于调节两块芯板的间距；以及至少两个光纤连接块。本实用新型的有益效果是：通过在基板上设置两块保持间距的芯板，并设置间距调节件以实现两块芯板的间距调节，从而当光纤缠绕在两块芯板上后，利用间距调节件调节两块芯板的间距即可实现光纤预紧力的调整和控制，且结构简单，成本低，易于安装和操作。易于安装和操作。易于安装和操作。