一种基于密集分布式光纤光栅温度传感技术的灌注桩完整性检测装置及方法

发布时间: 2023-10-09

基本信息

合作方式：技术转让

成果类型：发明专利

行业领域：

电子信息技术

成果介绍

本发明公开了一种基于密集分布式光纤光栅温度传感技术的灌注桩完整性检测装置及方法，采用大热膨胀系数的金属材料作为温度增敏元件，将温度增敏元件环向黏贴在光纤无保护层处，将光纤定点绑扎在钢筋笼的主筋上；钢筋笼下放后，先将光纤与密集分布式温度解调仪相连；开始灌注混凝土并记录混凝土的质量及用量；根据混凝土的用量及质量确定桩身温度的监测时间；待桩身混凝土灌注完成后密集分布式温度解调仪立即开始采集温度数据；根据采集到的温度数据得到混凝土水化热沿桩身的差异，判断混凝土浇筑是否均匀及桩径范围，进一步得到灌注桩的完整性。本发明极大的提高了测温精度和定位精度，不需要主动加热，可以及早发现桩基缺陷并及时进行修复。

成果亮点

本发明的目的是提供一种基于密集分布式光纤光栅温度传感技术的灌注桩完整性检测装置及方法，基于桩身混凝土水化热的热传导规律，预埋布设温度增敏单元的铠装密集分布式光纤光栅温度感测光纤，采用高精度、高灵敏和高空间分辨率的密集分布式光纤光栅温度传感技术对灌注后的桩身进行温度变化检测，通过对比桩身温度相对差异和灌注混凝土的用量及质量与缺陷的关系来获得桩身缺陷大小及位置，最终做出灌注桩的完整性评价。该发明采用大膨胀系数的金属作为光纤的基底，提高了密集分布式光纤光栅温度传感的灵敏性和精度，提高了桩基质量检测的精度和实时性。充分利用桩身混凝土释放的水化热对光纤进行被动加热，不需要主动加热光纤，提前了桩基质量检测的时间，并保证了桩身的完整性。不仅可以判断桩基的完整性信息，也可以得出灌注桩的桩径分布范围。传感光纤保护措施到位，可以用于长期的桩身和地下温度场监测。

团队介绍

发明人：王静（142332199708260010，wangjing@***），朱鸿鹄，梅国雄，刘拯源，郑兴，韦超，高磊，施斌南京大学，简称“南大”，位于江苏省南京市，系中华人民共和国教育部直属、中央直管副部级建制的全国重点大学，位列国家“双一流”、“985工程”、“211工程”重点建设高校，入选“珠峰计划”、“强基计划”、“111计划”、“2011计划”，为九校联盟（C9）、中国大学校长联谊会、环太平洋大学联盟、21世纪学术联盟、全球大学高研院联盟、国际应用科技开发协作网、东亚研究型大学协会、亚洲校园、金砖国家大学联盟、新工科教育国际联盟、中国高校行星科学联盟、长三角研究型大学联盟、学位授权自主审核单位、长三角可持续发展大学联盟、中俄综合性大学联盟、长三角高校智库联盟成员，首批国家级双创示范基地、国家大学生创新性实验计划、大学通识教育联盟

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”大地感知与智慧控灾技术产业科技服务团 (中国岩石力学与工程学会) 评价时间：2023-11-30

刘春

南京大学

教授

综合评价

该发明采用创新的技术手段，结合了密集分布式光纤光栅温度传感技术和大热膨胀系数的金属材料作为温度增敏元件，有效提高了测温精度和定位精度。通过光纤的定点绑扎和与温度解调仪的连接，实现了混凝土灌注过程中的实时温度数据采集和监测，可准确评估混凝土的均匀性和桩径范围，为灌注桩的完整性提供了定量化的指标。然而，需要注意的是，在实际应用中，我们建议对装置进行进一步的工程实践验证。对于装置的耐久性、抗干扰能力以及在复杂工程环境下的可靠性等方面进行充分测试和评估。此外，应考虑装置的成本效益和施工操作的便捷性，以确保其在市场应用中的竞争力和可接受度。