1用途

GFR型光纤光栅钢筋计主要用于测量混凝土钢筋的应变，进而推算钢筋所受的应力。现场安装时可以直接焊接在钢筋上，或者将光纤光栅钢筋计焊接在断开钢筋的两端。

光纤光栅应变传感器采用非胶封装工艺，与同类产品相比，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

GFR型光纤光栅钢筋计由前后连接拉杆、钢筋计、信号传输电缆等组成。

3.2工作原理

    当被测结构物内部的钢筋发生应力变化时，钢筋计将受到拉伸或压缩而产生变形，使内部振弦的应力变化，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内钢筋所受的应力。并可同步测量埋设点的温度值。

3.3计算方法：

  a) 当外界温度恒定钢筋计仅受到轴向应力时，其应力σ与输出的频率模数△F具有如下线性关系：

σ= k△F

△F = F - F₀

 式中：k — 钢筋计测量应力值的最小读数，单位为MPa/F；

       △F — 钢筋计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；

       F — 钢筋计的实时测量值，单位为F；

       F₀ — 钢筋计的基准值，单位为F。

  b) 当钢筋计不受外力作用时，而温度增加△T时，钢筋计有一个输出量△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：

σ´= k△F´+ b△T = 0

k△F´= -b△T

△T = T - T₀

 式中：b — 钢筋计的温度修正系数，单位为MPa /℃；

       △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) 埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内的钢筋计，受到的是应力和温度的双重作用，因此钢筋计一般计算公式为：

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

 式中：σm — 被测结构物钢筋所受的应力值，单位为MPa 。

注：

GFR型光纤光栅钢筋计的温度修正系数很小，一般可直接用a)中公式计算。

4埋设与安装

钢筋计使用场合很广，仪器经加装一些附件可以组成锚杆测力计、基岩应力计等，这些仪器的工作情况及安装条件各不相同，所以埋设安装方法有所不同。下面主要对混凝土内的钢筋计的埋设安装方法作简要说明，其它场合的埋设安装方法可参照进行。

4.1钢筋计的选型

按钢筋直径选配相应规格的钢筋计，如果规格不相符，可选择与钢筋直径相近的钢筋计。

4.2钢筋计的安装

先将钢筋计两端的连接拉杆拧下，与钢筋焊接在一起；将钢筋计(已接长电缆)与连接拉杆用管钳对旋拧紧，钢筋计与连接拉杆的螺纹拧紧时可附胶。

施工时，如果附近焊接作业时，要在传感器的部位浇水冷却，以免传热温度过高损坏传感器。