GFJ型光纤光栅测缝计

作者：张俊　　文章来源：葛南仪器　　关键词：GFJ,光纤,光栅,测缝,用途,GFJ,光纤,光栅,位移,传

1 用途

GFJ型光纤光栅位移传感器用于测量各种结构间的相对位移，也可用于实时监测裂缝的张开与闭合，适

用于各种隧道管片接缝、水坝坝体位移、土壤沉降、岩石、山体、边坡监测等。安装时将传感器和探头分

别固定在移动物体和参考物体上。

    既可以进行长期监测，又可以作短期监测，传感器可以重复使用。

光纤光栅位移计具有精度高、灵敏度高、寿命长等优点，可与其他类型的光纤光栅传感器组成全光监测网。

2.规格及主要技术参数

3.结构及工作原理

3.1.结构

GFJ型光纤光栅位移传感器VWJD型振弦式位移计、万向连轴节、电缆、前后固定件等组成。

3.2.工作原理

当被测结构物发生变形时将会引起缝隙的变化，通过前、后固定件传递给振弦使其产生应力变化，从而改

变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测

结构物缝隙的变化量。同时可同步测量埋设点的温度值。

3.3.计算方法：

  a)当外界温度恒定测缝计仅受到轴向变形时，其变形量Ｊ与输出的频率模数△F具有如下线性关系：

J = K△F

△F = F - F₀

式中：k — 测缝计测量变形量的最小读数，单位为mm/F；

     △F — 测缝计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；

      F — 测缝计的实时测量值，单位为F；

      F₀ — 测缝计的基准值，单位为F。

  b)当测缝计不受外力作用时(仪器两端标距不变)，而温度增加△T时，测缝计有一个输出量△F´，这个输出量仅

仅是由温度变化而造成的，因此在计算时应给以扣除。

实验可知△F´与△T具有如下线性关系：

J´= k△F´+ b△T = 0

k△F´= -b△T

△T = T - T₀

式中：b — 测缝计的温度修正系数，单位为mm/℃；

      △T — 温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；

      T — 温度的实时测量值，单位为℃；

      T₀ — 温度的基准值，单位为℃。

  c)布设在混凝土结构物或其它材料结构物内及表面上的测缝计，受到的是变形和温度的双重作用，因此测

缝计一般计算公式为：

Ｊm = k△F + b△T = k (F - F₀) + b (T - T₀)

式中：Ｊm—被测结构物的变形量，单位为mm。

注：

    VWJ(F)型振弦式表面测缝计的敏感测量元件，与固定机架的材料线膨胀系数极为接近，试验所得其温度修正

系数b很小，由此一般计算可用公式a。

4.埋设与安装

4.1.简述

表面测缝计的使用场合很广，仪器经加装一些专用附件后，可以测量被测结构物任何方向裂缝的相对位移变化

量，仪器安装时应根据工作场所的不同安装条件，合理的选择埋设位置和安装方法，下面对表面测缝计的通用

安装方法进行简单叙述。