NO172009B - Konstruksjonsdel med lysboelgeledere - Google Patents
Konstruksjonsdel med lysboelgeledere Download PDFInfo
- Publication number
- NO172009B NO172009B NO874307A NO874307A NO172009B NO 172009 B NO172009 B NO 172009B NO 874307 A NO874307 A NO 874307A NO 874307 A NO874307 A NO 874307A NO 172009 B NO172009 B NO 172009B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- light
- waveguides
- light waveguides
- structural part
- structural
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/08—Testing mechanical properties
- G01M11/083—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Cable Accessories (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en konstruksjonsdel med lysbølgeledere, som tjener til overvåking av deformasjonene av konstruksjonsdelen og er festet i eller på denne under mekanisk forspenning.
Det er kjent å overvåke konstruksjonsdeler i maskiner og far-tøyer, fremfor alt fly, men også konstruksjonsdeler i bygninger ved hjelp av lysbølgeledere for på et tidlig tidspunkt å påvise deformasjoner som varsler et brudd eller en annen spesiell svikt i konstruksjonsdelene i maskinen eller byggverket. De herved benyttede lysbølgeledere består av en eller flere meget tynne lyslederfibre av kvartsglass med høy brytningsindeks
og som er innleiret i en beskyttelseskappe av fiberkomposittmateriale. En utvidelse av lysbølgelederen i lengderetningen fører til en tverrkontraksjon av lyslederfiberen og forårsaker en dempningseffekt for de lysimpulser som sendes gjennom lys-bølgelederen. Denne svekkingseffekt er et mål på utvidelsen av lysbølgefiberen. Overskrides elastisitetsgrensen for lysbølge-fiberen vil det inntreffe et brudd av lysbølgefiberen som ved bruddstedet ikke leder lysimpulsen videre, men reflekterer
den. Avstanden mellom bruddstedet og henholdsvis måleapparatet eller enden av lysbølgelederen kan bestemmes av den ikke lenger forekommende transmisjonsevne for lysbølgelederen og de av måleapparatet målte gangtider for lyset.
Ved overvåking av strekkbelastede konstruksjonsdeler er det kjent å klebe lysbølgelederen på utsiden av den konstruksjonsdel som skal overvåkes eller å innleire lysbølgelederen i konstruksjonsdelen (DE-OS 29 37 824). Begynnelsen og enden av lysbølgelederen blir da forbundet med et testapparat for lys-transmisjonsevnen, hvormed transmisjonen av en lysstråle gjennom lysbølgelederen og svekking av lysstrålen i lysbølgelederen overvåkes.
Til overvåking av disse deformasjoner er det også kjent å forsyne en konstruksjonsdel med lysbølgeledere som forspennes og forbindes kraftmessig med konstruksjonsdelen (DE 3131870 A2). Alt etter formen på konstruksjonsdelen blir lysbølge-lederne under forspenning viklet omkring konstruksjonsdelen eller de blir ført i plastslanger og forankret i konstruksjonsdelen ved sine ender. Med denne kjente anordning av lysbølge-lederen er det bare mulig på et bestemt sted i konstruksjonsdelen å registrere en bestemt tilstand som inntreffer når den forspente lysbølgeleder brekker. Det er imidlertid ikke mulig å fastslå kvantitativt deformasjoner av en konstruksjonsdel over dens lengde.
Det er videre kjent å forsyne et armeringselement, nemlig en tråd av fiberkomposittmateriale med en lysbølgeleder som sensor (DE 3305234 Al) . Denne lysbølgeleder er over hele sin lengde forbundet med konstruksjonsdelen, dvs. med armeringstråden, men imidlertid ikke forspent mot denne. Den kan derfor bare benyttes til overvåking av slike konstruksjonsdeler som utelukkende strekkbelastes og utvides.
Det er også kjent å innleire lysbølgeledere i en konstruksjonsdel slik at de ved en bøyning av konstruksjonsdelen vris (DE 3415855 Al). Ved denne konstruksjonsdel og andre konstruksjonsdeler, ved hvilke også lysbølgelederne ved belastning av konstruksjonsdelen bare strekkbelastes (DE 3015391 Al), er begynnelsen og slutten av lysbølgelederen jevnlig tilgjengelig og kan stadig iakttas.
Endelig kan det nevnes at fremgangsmåter til fremstilling av mantlede lysbølgeledere eksempelvis er kjent fra DE-AS nr. 2757786 og EP patentsøknad nr. 0166621.
Med denne kjente fremgangsmåte og de kjente lysbølgeledere
kan bare slike konstruksjonsdeler pålitelig overvåkes hvor det kun opptrer strekkspenninger. Derimot er en overvåking av konstruksjonsdeler med over tverrsnittet fordelte, forskjellige spenningstilstander ikke mulig. Slike konstruksjonsdeler er f .eks. deler av en bygning som belastes av str.ekk og trykk og/eller bøyning og hvorved det over lengden av konstruksjonsdelen i tverrsnittet kan opptre forskjellige spenningstilstander. De kjente lysbølgeledere har nemlig det særtrekk at lys-ledningsevnen for lysbølgefibrene også endrer seg under påvirk-ning av langstrykkrefter, følgelig når lysbølgefibrene stukes.
Er da en lysbølgeleder over hele sin lengde forbundet med en konstruksjonsdel hvor områder med strekkspenninger og trykkspenninger veksler, blir den på konstruksjonsdelen festede lys-bølgeleder stykkevis utvidet og stykkevis stuket, slik at det utøves krefter på lysbølgefiberen både på grunn av utvidelsene og stukingene, noe som i denne forårsaker svekkinger som ikke lenger kan tilordnes en bestemt belastning.
De kjente overvåkingsmetoder og lysbølgeledere tillater også ved slike konstruksjonsdeler ikke lenger en nøyaktig overvåking når disse utsettes for tidsavhengige deformasjoner, f.eks.
et svinn eller en krymping under belastning. Ved slike konstruksjonsdeler som under belastning eller simpelten ved en reduksjon av sine volumer i løpet av tiden forkortes, skjer det også en stuking av de fast med delene forbundne lysbølgeledere, noe som fører til feilmålinger.
Hensikten med oppfinnelsen er å anordne en lysbølgeleder i eller på konstruksjonsdeler slik at det med lysbølgelederne også kan registreres periodiske eller varierende belastninger eller tidsavhengige deformasjoner.
Denne hensikt oppnås ved at lysbølgelederne er fast forbundet med konstruksjonsdelen over i det minste en del av dens lengde og forspent i en slik grad at de utsettes for strekkspenning selv når deformasjoner forårsaket av kompresjon, krymping eller siging forekommer i konstruksjonsdelen.
Denne utførelse har den fordel at ikke bare utvidelser, men også stukinger av den konstruksjonsdel som skal overvåkes blir målbare, da de bare fremtrer som er reduksjon av en forutvidelse av lyslederfibrene og som resulterer i definerbare svekkingsforandringer i disse. Herved er det likegyldig hvordan denne reduksjonen av forutvidelsen fremkalles. Lysbølgelederne kan derfor ikke bare overvåke konstruksjonsdeler langsetter hvilke trykkområder veksler med strekkområder, slik som det f.eks. er tilfelle ved gjennomgående bærere i byggverk, men de kan også benyttes til overvåking av slike konstruksjonsdeler som utsettes for tidsavhengige deformasjoner, f.eks. forspente betongkonstruksjonsdeler, som ikke bare er utsatt for svinn, men som også kryper under forspenningen. Dessuten er forspente lysbølgeledere også egnet til overvåkning av maskindeler som dobbeltvirkende stempler eller veivstenger som både utsettes for såvel strekk som også trykk.
Lysbølgelederne kan føres rettlinjet eller krummet langs konstruksjonsdelen, forspennes mekanisk in situ og deretter fast
forbindes med konstruksjonsdelen over hele dens lengde. Herved er det mulig å klebe lysbølgelederen utenpå konstruksjonsdelen eller innleire den i konstruksjonsdelens materiale eller legge den i omgivende rør som er anbragt utenpå byggverket eller i det indre av konstruksjonsdelen. Etter anbringelse i omgivende rør eller kledningsrør kan det i disse presses inn en masse som forbinder lysbølgelederen fast med dekkrøret over hele lengden, slik at forbindelsen med konstruksjonsdelen skaf-fes .
For bare å registrere de utvidelser i en konstruksjonsdel som undergår såvel strekk- som trykkbelastninger, med i lengderetningen rettlinjet gående lysbølgeledere, er det hensiktsmessig å bare forbinde lysbølgelederne fast med den bygningsdel som skal overvåkes i området for strekksoner, mens lysbølgelederen forøvrig er ført over konstruksjonsdelen slik at den kan be-veges i lengderetningen, før den forbindes med måleapparatet. For en slik anordning er det gunstig å legge lysbølgelederen
i kledningsrør, hvoretter kledningsrørene bare fylles i strekkområdet for konstruksjonsdelen etter forspenningen av lysbølge-lederen. Lysbølgelederen registrerer deretter bare utvidelser i strekkområdet, mens stukinger i trykkområdet blir uten virk-ning på lysbølgelederen, idet disse stukingene forringer måle-følsomheten.
Målenøyaktigheten kan i henhold til oppfinnelsen også forhøyes ved at lysbølgelederen er anordnet slik i eller på konstruksjonsdelen at den følger strekkspenningsforløpet. Lysbølgeled-erne blir da f.eks. ved gjennomgående bærebjelker anbragt over støtter i den øvre del og i feltene mellom støttene i nedre del av den gjennomgående bærebjelke og anordnet på samme måte som spennelementene i en forspent, gjennomgående bærebjelke. Herved er det også mulig å legge lysbølgelederen sammen med spenntrådene i kledningsrøret for et spennelement. Lysbølgelederne kan også anbringes separat slik at de følger strekkspennings-forløpet, i det indre av konstruksjonsdelen i egne kledningsrør eller på utsiden av konstruksjonsdelen, f.eks. klebes til side-veggen av en bjelke, et maskinfundament eller en fartøysdel.
Lysbølgeledere består vanligvis av minst en lyslederfiber og en mantel som omgir denne og som kan være fremstilt av fiberkomposittmateriale eller hensiktsmessig av plastmateriale, f.eks. polyamid eller polyuretan. Installasjonen og håndte-ringen av lysbølgelederen lettes betraktelig når lyslederfibrene allerede ved fremstillingen av lysbølgelederen forspennes mot dennes kledning og anbringes på eller innleires i konstruksjonsdelen i denne tilstand. Lysbølgelederen har da en indre spenningstilstand, slik at de forspente lyslederfibre støtter seg mot dennes kledning. Lysbølgelederen behøver da ikke lenger å forspennes på stedet, men kan enkelt festes på den konstruksjonsdel som skal overvåkes i ferdigstilt form og kan forbindes med denne over hele sin lengde. Slike i seg selv forspente lysbølgeledere kan med særlig fordel benyttes til overvåking av forspente konstruksjonsdeler som på grunn av sin forspenning først belastes ved trykk og under denne trykkforspenning svin-ner og kryper.
Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av den følgende beskrivelse og anvendelseseksemplene, som skal forklares nærmere i tilknytning til tegningen. Fig. 1 viser en fritt opplagret stålbetongplate i lengdesnitt med innleirede, forspente lysbølgeledere i den bærende betong. Fig. 2 viser gjenstanden på fig. 1 i et delvis tverrsnitt langs linjen II-II. Fig. 3 viser en som fiskebukbærer utført kantbjelke og en fritt opplagret platebjelke sett fra siden med påklebete, forspente lysbølgeledere på undersiden. Fig. 4 viser gjenstanden på fig. 3 i tverrsnitt langs linjen
IV-IV.
Fig. 5 viser sett fra siden en firkantet, gjennomgående bærebjelke som strekker seg over to felt med lysbølgeledere anbragt i det indre av bæreren. Fig. 6 viser gjenstanden på fig. 5 i tverrsnitt langs linjen
VI-VI.
Fig. 7 viser sett i lengdesnitt en over to felt gjennomgående platebjelke av spennbetong med forspente lysbølgeledere anbragt i kledningsrør. Fig. 8 viser gjenstanden på fig. 7 i et tverrsnitt langs linjen VIII-VIII• Fig. 9 viser sett fra siden en i maskin- eller fartøysbygging anvendbar leddstang av stål med en forspent lysbølgeleder opp-klebet på to overfor hverandre motliggende sider av den ytre omkrets. Fig. 10 viser et perspektivisk delutsnitt i sterkt forstørret målestokk av en forspent lysbølgeleder i henhold til oppfinnelsen.
På fig. 1 og 2 er det vist en spennbetongplate 10, hvis spenn-tråder 11 er forspent i spennfundamentet før betongen 12 fylles i forskalingen og herder. Mellom spenntrådene 11 er det anordnet lysbølgeledere 13, som strekker seg parallelt med spenntrådene 11 og liksom disse før anbringelse av betongen 12 i spennfundamentet forspennes mekanisk så mye at deres påkjenning ved alle belastninger som spennbetongplaten med sin installa-sjon gjennomgår, forblir i strekkområdet.
Ved anbringelse og utherding av betongen 12 blir spennståltrådene 11 og lysbølgelederen 13 løst fra sine forankringer i spennfundamentet før spennbetongplaten 10 tas ut av sin forskal-ing. Spennståltrådene 11 overfører deretter de i seg iboende spennkrefter ved heftfriksjonsforbindelse til betongen 12,
slik at denne setter seg i lengderetningen av spenntrådene 11 under trykkforspenning. På samme måte som spenntrådene 11 støttes også lysbølgelederne mot betongen og forbindes med denne langs hele lengden ved heftfriksjon etter utherdingen av betongen.
Lysbølgelederen 13 føres mellom ståltrådene 11 i grunnrisset
av platen 10 og dens to ender 14 er forbundet med et måleappa-rat 15, som sender lysimpulser gjennom lysbølgelederen 13 og igjen mottar disse.
Under sin egen egenvekt og under nyttelast blir spennbetongplaten påkjent til bøyning, hvorved det opptrer strekkspenninger på dens underside og trykkspenninger på dens overside.
Denne ytre spenningstilstand er overlagret indre trykkspenninger som frembringes av de forspente ståltråder i betongtverr-snittet og allerede virker i spennbetongplaten før denne instal-leres og settes under bruksbelastning. Under virkningen av forspenningen begynner betongen å krype, dvs. at betongen stukes under trykkforspenningen og spennbetongplaten blir kor-tere i lengderetningen. Herved forkortes også de i betongen innleirede lysbølgeledere, som jo er forbundet fast med betongen over hele sin lengde, i samme grad. Da lysbølgelederne allerede før sin innbinding i betongen ble forspent og gitt en forutvidelse, forårsaker deres forkortelse på grunn av kry-pingen av den omgivende betong bare en reduksjon av utvidelsen av lysbølgelederen, uten herved å underskride utvidelsesnull-punktet. Lysbølgelederen blir altså ved krypdeformasjonen av spennbetongplaten ikke stuket, men forblir i strekkområdet. Etter installasjonen av den forspente konstruksjonsdel 10 i et byggverk og etter anbringelse av bruksbelastningen kan den deretter overvåke konstruksjonsdelens deformasjoner som denne utsettes for under bruksbelastningen, som påkjenner spennbetongplaten 10 til bøyning og frembringer strekkspenninger på dens underside, som viser seg som utvidelser av lysbølgelederen og som fører til en endring av svekkingen av lyset i lysbølgelede-ren og som kan registreres og bestemmes av det optiske måleap-parat 15.
På fig. 3 og 4 er den konstruksjonsdel som skal overvåkes en platebjelke 16 av stålbetong eller spennbetong som er utført som en fiskebukbjelke og på hvis underside 17 det er anbragt en lysbølgeleder 18, hvis to ender 19 og 20 er forbundet med lysmåleapparatet 15. Ved det her viste utførelseseksempel blir lysbølgelederen etter anbringelse av platebjelken 16 forspent mekanisk og deretter klebet til bjelken 16 over hele sin lengde.
På fig. 5 og 6 er det vist en i tverrsnitt firkantet stålbetong-bjelke 21, som strekker seg som gjennomgående bærebjelke over to felt F1 og F2 og hviler på tre støtter S-^ S2 og S3. På over-siden 22 og på undersiden 23 av bjelken 21 er det anbragt lys-bølgeledere 24 og 25 som ved sine venstre ender henholdsvis 24a og 25a er forbundet med hverandre og ved sine høyre ender henholdsvis 24b og 25b er forbundet med et lysmåle- og overvåkingsapparat 15. Lysbølgelederne 24 og 25 befinner seg i kledningsrøret 26 resp. 27, hvorav det ene kledningsrør 26
er ført rettlinjet og parallelt med lengdeaksen av bjelken ved den øvre kant 22 og det andre kledningsrør 27 ved den nedre kant 23 av bjelken og innleiret i bygningsbetongen. Klednings-røret, som kan være slanger av metall eller plast eller også tynnveggede platerør, blir før støpingen av bjelken 21 lagt i forskalingen til konstruksjonsdelen og innstøpt. Lysbølge-lederne kan før eller etter innstøpingen trekkes inn i kled-ningsrøret. Etter utherding av betongen blir de forspent mekanisk og hver forbundet med kledningsrøret i strekkspenningsområdet Z^, Z^ of Z^ ved innpressing av en til lysbølgelederen og til kledningsrøret fastheftende, herdende masse. Den under langsforspenning med kledningsrøret fast forbundne del av lys-bølgelederne 24 og 25 er vist på tegningen med strekpunkterte
linjer og man ser at de ved den nedre kant av bjelken 21 befinner seg i området for feltene og og ved øvre kant 22 av bjelken 21 over den midtre støtte S,,. Utenfor strekkspennings-områdene Z^,' Z2 og Z^ forblir lysbølgelederne 24 og 25 bevege-lige i lengderetningen i sine kledningsrør 26 og 27, noe som er vist på fig. 5 ved punkterte linjer. De i lengderetningen beve-gelige lysbølgeledere strekker seg i byggverket i slike soner hvor det ikke opptrer noen strekkspenninger. Det skal imidlertid også vises til at lysbølgelederne 24 og 25 dessuten kan forbindes fast over hele sin lengde etter forspenningen med kledningsrørene, da deres forspenning i henhold til oppfinnelsen og dermed deres forutvidelse er så stor at deres strekk-belastning i tillegg opprettholdes i trykksonene av konstruksjonsdelen.
På fig. 7 og 8 er oppfinnelsen vist med en gjennomgående bærer med platebjelketverrsnitt hvor lysbølgelederen er anordnet i bygningsdelen slik at den følger strekkspenningsforløpet.
På samme måte som det på fig. 5 og 6 viste utførelseseksempel befinner lysbølgelederne 30 seg i kledningsrøret 31 som går bølgeformet i lengderetningen av bæreren 32 slik at de altid befinner seg i strekksonene av det forekommende bjelketverr-snitt. Kledningsrørene 31 med lysbølgelederne 30 strekker seg også i feltene F.^ og F2 i nærheten av den nedre kant 33 og over støtten S2 i nærheten av den øvre rand 34 i platebjeiken, mens deres ut av konstruksjonsdelen 32 førte ender 30a og 30b er forbundet til lysmåle- og overvåkningsapparatet 15. Som ved de tidligere beskrevne utførelseseksempler, blir også her kled-ningsrørene 31 anbragt i forskalingen til en betongkonstruk-sjonsdel og innstøpt i den på fig. 7 viste stilling. De inn-trukne lysbølgelederne blir deretter satt under forspenning og blir i hele sin lengde forbundet med kledningsrøret ved innpressing av en masse i kledningsrøret, idet massen hefter seg fast til lysbølgelederen og kledningsrøret og således danner en forbindelse mellom lysbølgelederen og konstruksjonsdelen.
Det skal henvises til at også de på fig. 3-7 viste bygnings-deler 16, 21 og 32 kan settes under en langsforspenning når de består av betong og det skal oppnås en gunstig belastning. Spesielt i dette tilfellet utsettes de for en krypdeformasjon som også virker på den innstøpte eller påklebete lysbølgeleder og gjør deres forspenning nødvendig når det skal sikres en problemfri overvåking i brukstilstanden.
På fig. 9 er det vist en leddstang 35 av stål og som ofte finner anvendelse i maskinbygging eller fartøybygging og som med sine to ender er forsynt med leddøyne 36. Leddstangen 35 kan belastes i lengderetningen av strekk eller trykk. For å overvåke dens belastning kan de diametralt motliggende sider av stangen påklebes lysbølgeledere 37 i lengderetningen, idet disse ved sin ene ende 37a er forbundet med hverandre og deres andre ende 37b er forbundet til et lysmåle- og overvåkingsapparat 15. De herved anvendte lysbølgeledere 37 er ikke forspent mot konstruksjonsdelen 35, men forspent i seg selv, dvs. de befinner seg i en egenspenningstilstand. En slik lysbølgeleder 37 er vist skjematisk på fig. 10.
Disse lysbølgeledere 37 består av en lyslederfiber 40 av kvartsglass eller et annet lysledende materiale som er innleiret i en mantel 41 av fiberkomposittmateriale. For å danne en god heftforbindelse mellom lyslederfiberen og fiberkomposittmateri-alet, kan det ved den ytre omkrets av lyslederfiberen 40 også anbringes et mellomsjikt 42 med ru overflate eller en trådspi-ral som ytterligere forhøyer lysbølgelederens responsfølsomhet ved dennes lengdeutvidelse, slik som det i og for seg er kjent. I motsetning til de kjente utførelser har lysbølgelederen i henhold til oppfinnelsen dog det særtrekk at lyslederfiberen 40 er forspent mot den omgivende kledning 41 og under aksial strekkspenning forbundet med kledningen 41 over hele sin lengde. Det hersker følgelig en indre spenningstilstand i lys-bølgelederen.
Lysbølgeledere av den på fig. 10 viste og ved leddstangen på fig. 9 anvendte art, kan på enkel måte fremstilles slik at ved sammenføring av lyslederfibrene med deres mantel i den av en haspel avtrukket lyslederfiber frembringes en strekkspenning ved bremsing av haspelen og som opprettholdes inntil kledningen er herdet og det er dannet en ikke lenger løsbar forbindelse mellom lyslederfibrene og den omgivende kledning. Bremsevirkningen av haspelen er hensiktsmessig regulerbar slik at forspenningen av lyslederfiberen ovenfor dens kledning kan forandres og tilpasses de til en hver tid forekommende krav.
Den på denne måte fremstilte, i seg selv forspente lysbølge-leder kan kappes i passende lengder fra en lagerbeholdning og uten videre forberedelse festes løst på den respektive konstruksjonsdel som skal overvåkes, med en vilkårlig, men spesielt også krummet linjeføring og f.eks. klebes til denne eller anbringes i dens masse. Den kan istedenfor en lyslederfiber også ha flere lyslederfibre som er anbragt i den samme mantel og som også kan være forskjellig forspent, for å kunne benytte den samme lysbølgeleder for forskjellige belastningsområder, idet enten den ene eller den andre eller også begge lyslederfibrene forbindes til det optiske måle- og overvåkingsapparat.
Oppfinnelsen er ikke begrenset til de viste og omtalte utførel-seseksempler, men en rekke forandringer og utvidelser er mulig uten å overskride oppfinnelsens ramme. For eksempel er det mulig å forbinde lysbølgelederne i flere konstruksjonsdeler med hverandre og koble dem sammen til et optisk måle- og behandlingsapparat. Dessuten kan lysbølgeledere forspent til konstruksjonsdelen såvel som i seg selv, benyttes til overvåking av de forskjelligste konstruksjonsdeler av fartøyer, maskiner, byggverk etc, som er utsatt for periodiske eller vekslende deformasjoner og belastninger.
Claims (7)
1. Konstruksjonsdel (10; 16; 21; 32; 35) med lysbølgeledere (13; 18; 24; 25; 30; 37), som tjener til overvåking av deformasjonene av konstruksjonsdelen og er festet i eller på denne under mekanisk forspenning,
karakterisert ved at lysbølgelederne (13;
18; 24; 25; 30; 37) er fast forbundet med konstruksjonsdelen (10; 16; 21; 32; 35) over i det minste en del av dens lengde og forspent i en slik grad at de utsettes for strekkspenning selv når deformasjoner forårsaket av kompresjon, krymping eller siging forekommer i konstruksjonsdelen (10; 16; 21; 32; 35).
2. Konstruksjonsdel i henhold til krav 1, karakterisert ved at lysbølgelederne (24;
25; 30) er lagt i kledningsrør (26; 27; 31) som er anordnet i eller utenpå konstruksjonsdelen (21; 3 2 resp. 16) og fast forbundet med denne, og at lysbølgelederne (24; 25; 30) er forspent mekanisk i kledningsrørene (2 6; 27; 31) og ved innpressing i kledningsrøret (26; 27; 31) med en til dette og til lysbølgelederen (24; 25; 30) heftende masse, i det minste over en del av sin lengde fast forbundet med kledningsrøret (26; 27; 31), hvorved strekkraften generert i de optiske bølgeledere overføres til kledningsrøret.
3. Konstruksjonsdel i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at lysbølgelederne (30) er anordnet på eller i konstruksjonsdelen (32) slik at de følger strekkspenningsforløpet.
4. Konstruksjonsdel i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at lysbølgelederne (13;
24; 25; 37) er anordnet på de utvendige flater eller i det indre av konstruksjonsdelen (10; 21; 35) parallelt til kraftretningen.
5. Konstruksjonsdel i henhold til et av kravene 2-4, karakterisert ved at lysbølgelederne (24;
25) bare er fast forbundet med det omgivende kledningsrør (26;
27) i strekkspenningsområdet ( Z-^ ; Z2; Z3) av konstruksjonsdelen (21) og i de andre områder er ført løst i kledningsrørene (26;
27) .
6. Konstruksjonsdel i henhold til et av kravene 1-5, karakterisert ved at lysbølgelederne (13;
18) er forspent ved stedet for deres anbringelse og over hele sin lengde er forbundet med konstruksjonsdelen ved klebing eller innleiring i dens masse.
7. Konstruksjonsdel i henhold til et av kravene 1-5 med minst én lyslederfiber i en mantel som omgir denne, karakterisert ved at lyslederfibrene (40) er forspent mot den omgivende mantel (41) og under aksial strekkspenning forbundet med mantelen (41) over hele sin lengde.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3635053A DE3635053C2 (de) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | Verfahren zum Überwachen der Verformungen von Bauteilen mittels Lichtwellenleitern sowie Lichtwellenleiter zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO874307D0 NO874307D0 (no) | 1987-10-15 |
| NO874307L NO874307L (no) | 1988-04-18 |
| NO172009B true NO172009B (no) | 1993-02-15 |
| NO172009C NO172009C (no) | 1993-05-26 |
Family
ID=6311750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO874307A NO172009C (no) | 1986-10-15 | 1987-10-15 | Konstruksjonsdel med lysboelgeledere |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5044205A (no) |
| EP (1) | EP0264622B1 (no) |
| JP (1) | JP2509255B2 (no) |
| AT (1) | ATE61660T1 (no) |
| CA (1) | CA1311939C (no) |
| DE (2) | DE3635053C2 (no) |
| ES (1) | ES2020982B3 (no) |
| NO (1) | NO172009C (no) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3902997C1 (no) * | 1989-02-02 | 1990-04-19 | Felten & Guilleaume Energietechnik Ag, 5000 Koeln, De | |
| DE4018740A1 (de) * | 1990-06-12 | 1991-12-19 | Strabag Bau Ag | Vorrichtung zum ermitteln von laengenaenderungen eines mediums laengs einer messstrecke |
| DE4134787A1 (de) * | 1991-10-22 | 1993-04-29 | Sicom Ges Fuer Sensor Und Vors | Langgestrecktes zugelement |
| US5250802A (en) * | 1991-11-04 | 1993-10-05 | Teledyne Ryan Aeronautical, Division Of Teledyne Industries, Inc. | Fiber optic stress sensor for structural joints |
| DE4243878C2 (de) * | 1992-12-23 | 1996-05-15 | Suspa Spannbeton Gmbh | Überwachungsvorrichtung für Bauelemente |
| DE4304546C2 (de) * | 1993-02-11 | 1995-09-28 | Felten & Guilleaume Energie | Abschlußdose für ein Meßkabel |
| WO1994024534A1 (en) * | 1993-04-15 | 1994-10-27 | Control Devices,Inc. | Fiber optic suspension sensor |
| US5461926A (en) * | 1994-06-30 | 1995-10-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Single-ended optical fiber strain sensor for measuring maximum strain |
| US5461927A (en) * | 1994-06-30 | 1995-10-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical fiber strain sensor for measuring maximum strain |
| DE19601968A1 (de) * | 1996-01-20 | 1997-07-24 | Deha Com S A | Vorrichtung zur Erfassung von Längenänderungen an Bauteilen mittels Lichtwellenleitern |
| FR2748325B1 (fr) | 1996-05-03 | 1998-08-07 | Deha Com | Procede et dispositifs de detection de flexion, et structure telle que geotechnique ou de batiment, equipee d'un tel dispositif |
| US5847283A (en) * | 1996-07-03 | 1998-12-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for the evaluation of a depth profile of thermo-mechanical properties of layered and graded materials and coatings |
| US5814729A (en) * | 1996-09-09 | 1998-09-29 | Mcdonnell Douglas Corporation | System for in-situ delamination detection in composites |
| DE19712407A1 (de) * | 1997-03-25 | 1998-10-01 | Gloetzl Ges Fuer Baumestechnik | Wegmeßvorrichtung |
| US6522797B1 (en) | 1998-09-01 | 2003-02-18 | Input/Output, Inc. | Seismic optical acoustic recursive sensor system |
| US7130885B2 (en) * | 2000-09-05 | 2006-10-31 | Zaplet, Inc. | Methods and apparatus providing electronic messages that are linked and aggregated |
| FR2827671A1 (fr) * | 2001-07-18 | 2003-01-24 | Osmos Sa | Dispositif de surveillance d'une structure et procede associe |
| DE10238862B4 (de) * | 2002-08-24 | 2006-05-24 | Mtu Aero Engines Gmbh | Messtechnische Anordnung zur Prüfung von Werkstücken sowie Verfahren zur messtechnischen Instrumentierung von Werkstücken |
| EP1664707A1 (en) * | 2003-08-27 | 2006-06-07 | Airbus UK Limited | Measuring load, displacement on an aircraft component using a microwave beam |
| US7578199B2 (en) * | 2003-08-27 | 2009-08-25 | Airbus Uk Limited | Apparatus and method suitable for measuring the displacement or load on an aircraft component |
| US7792614B2 (en) * | 2003-08-27 | 2010-09-07 | Airbus Uk Limited | Apparatus and method suitable for measuring the global displacement or load on an aircraft component |
| EP2128571B1 (en) | 2008-05-28 | 2014-07-23 | Smartec SA | Fiberoptic strain sensor with distributed strain coupling |
| PL2812666T3 (pl) * | 2012-02-09 | 2019-04-30 | Osmos Sa | Urządzenie monitorujące, układ i sposób monitorowania obszaru budynku lub gruntu, przy użyciu co najmniej jednego światłowodu |
| EP2962080B1 (fr) * | 2013-02-28 | 2021-05-19 | Osmos Group | Dispositif de mesure optique avec voie de reference et voie de mesure, et procede associe |
| KR20160016752A (ko) | 2013-03-21 | 2016-02-15 | 오스모 에스아 | 광섬유를 적용한 모니터링 장치를 통하여 회전 요소의 변형을 모니터링하는 방법, 및 그러한 장치를 구비한 풍력 터빈 |
| FR3008788B1 (fr) * | 2013-07-17 | 2018-01-26 | Agence Nationale Pour La Gestion Des Dechets Radioactifs | Systeme de mesure de deformations mecaniques a fibre optique auto-etalonnee et procedes d'etalonnage d'un tel systeme |
| DE102017220225A1 (de) * | 2017-11-14 | 2019-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Laufzeitmessung mittels Sensoranordnung, Arbeitsgerät und Messverfahren |
| JP2018136324A (ja) * | 2018-03-22 | 2018-08-30 | オスモ エスアーOsmos Sa | 光ファイバを使用しているモニタリング装置を介した、回転要素の変形のモニタリング方法、及び前記装置を備えた風力タービン |
| US12000691B2 (en) * | 2019-08-30 | 2024-06-04 | Luna Innovations Incorporated | One or more fiber optic sensors locally bonded with a flexible filament structure |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2757786C3 (de) * | 1977-12-23 | 1981-10-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines optischen Übertragungselementes |
| DE2937824C2 (de) * | 1979-09-19 | 1982-05-06 | Felten & Guilleaume Carlswerk AG, 5000 Köln | Verfahren zur Bruch-Überwachung von auf Zug beanspruchten Bauteilen |
| DE3015391C2 (de) * | 1980-04-22 | 1986-12-04 | Philips Kommunikations Industrie AG, 8500 Nürnberg | Verfahren zur Kontrolle von zu überwachenden physikalischen Belastungsgrößen an und/oder in einem Bauteil |
| DE3131870A1 (de) | 1981-08-12 | 1983-02-24 | Philips Kommunikations Industrie AG, 8500 Nürnberg | Mittels lichtwellenleiter auf bruch oder dehnung ueberwachbares bauteil |
| US4654520A (en) * | 1981-08-24 | 1987-03-31 | Griffiths Richard W | Structural monitoring system using fiber optics |
| DE3305234C2 (de) * | 1983-02-16 | 1986-02-27 | Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH, 5000 Köln | Zugfester Draht aus einer faserverstärkten Harzstruktur mit mindestens einem darin eingeschlossenen Lichtwellenleiter |
| DE3415855A1 (de) * | 1984-04-28 | 1985-11-07 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Faseroptische messeinrichtung zur erfassung einer an einem bauelement auftretenden zugspannung oder biegung |
| US4573253A (en) * | 1984-06-29 | 1986-03-04 | Olin Corporation | Optical fiber cable fabrication technique |
| DE3526966A1 (de) * | 1984-11-14 | 1986-05-15 | Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH, 5000 Köln | Lichtwellenleiter-sensor fuer zugkraefte und verfahren zu seiner herstellung |
| US4671659A (en) * | 1985-11-08 | 1987-06-09 | Martin Marietta Corporation | Fiber optic displacement sensor |
-
1986
- 1986-10-15 DE DE3635053A patent/DE3635053C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-09-14 CA CA000546824A patent/CA1311939C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-16 DE DE8787113527T patent/DE3768601D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-16 AT AT87113527T patent/ATE61660T1/de not_active IP Right Cessation
- 1987-09-16 ES ES87113527T patent/ES2020982B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-16 EP EP87113527A patent/EP0264622B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-15 NO NO874307A patent/NO172009C/no not_active IP Right Cessation
- 1987-10-15 JP JP62258491A patent/JP2509255B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-24 US US07/571,838 patent/US5044205A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1311939C (en) | 1992-12-29 |
| JPS63109306A (ja) | 1988-05-14 |
| NO172009C (no) | 1993-05-26 |
| EP0264622B1 (de) | 1991-03-13 |
| NO874307D0 (no) | 1987-10-15 |
| DE3635053C2 (de) | 1995-09-28 |
| DE3635053A1 (de) | 1988-04-21 |
| US5044205A (en) | 1991-09-03 |
| ATE61660T1 (de) | 1991-03-15 |
| ES2020982B3 (es) | 1991-10-16 |
| NO874307L (no) | 1988-04-18 |
| JP2509255B2 (ja) | 1996-06-19 |
| DE3768601D1 (de) | 1991-04-18 |
| EP0264622A1 (de) | 1988-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO172009B (no) | Konstruksjonsdel med lysboelgeledere | |
| Saidi et al. | Experimental analysis of the tensile behaviour of textile reinforced cementitious matrix composites using distributed fibre optic sensing (DFOS) technology | |
| Cantone et al. | A detailed view on the rebar–to–concrete interaction based on refined measurement techniques | |
| Bertolesi et al. | Experimental characterization of the textile-to-mortar bond through distributed optical sensors | |
| Kim et al. | FBG sensors encapsulated into 7-wire steel strand for tension monitoring of a prestressing tendon | |
| D’Ambrisi et al. | Bond-slip relations for PBO-FRCM materials externally bonded to concrete | |
| Lau et al. | Strain monitoring in FRP laminates and concrete beams using FBG sensors | |
| Askouni et al. | Experimental investigation of bond between glass textile reinforced mortar overlays and masonry: The effect of bond length | |
| Slowik et al. | Experimental investigation into early age shrinkage of cement paste by using fibre Bragg gratings | |
| Saidi et al. | Use of distributed optical fibre as a strain sensor in textile reinforced cementitious matrix composites | |
| Chung et al. | Deflection estimation of a full scale prestressed concrete girder using long-gauge fiber optic sensors | |
| CN103411713B (zh) | 大量程基于光纤光栅传感技术的钢筋锈蚀监测传感器 | |
| Benzecry et al. | Bond coefficient, kb, of GFRP bars | |
| Tang et al. | Structural and sensing performance of RC beams strengthened with prestressed near-surface mounted self-sensing basalt FRP bar | |
| Poldon et al. | Understanding Reinforcement Behavior Using Distributed Measurements of Shear Tests. | |
| Lu et al. | Strengthen and real-time monitoring of RC beam using “intelligent” CFRP with embedded FBG sensors | |
| CA2372858A1 (en) | Fiber optic sensing instrument and system with fiber of adjustable optical path length and method of using it | |
| Delepine-Lesoille et al. | Quasi-distributed optical fibre extensometers for continuous embedding into concrete: design and realization | |
| Chan et al. | Experimental analysis of BFRP strengthened short steel tube with built-in FBG sensors under axial compression | |
| CN217846033U (zh) | 一种基于光纤测量的梁式钢筋混凝土粘结滑移试装置 | |
| Matveenko et al. | On application of distributed FOS embedded into material for the mechanical state monitoring of civil structures | |
| Ansari | Structural health monitoring with fiber optic sensors | |
| Chen et al. | Strain transfer mechanism of grating ends fiber Bragg grating for structural health monitoring | |
| Montanini et al. | Structural health monitoring of reinforced concrete beams by means of embedded fiber Bragg grating sensors | |
| Wang et al. | Experiment of the monitoring prestress loss of prestressed concrete beams with damages under static loading |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |