第4章建筑物內部監測傳感器第4章建筑物內部監測敏感元件、探頭、探測器、換能器光學量、熱學量、電學量、力學量、機械量傳感器按原理分類：電阻式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光電式、熱敏式、氣敏式等。傳感器按用途分類：位移、壓力、速度、加速度、溫度等。第4章建筑物內部監測內部位移監測應力/應變監測地下水位及滲流監測撓度監測裂縫監測光纖監測技術4.1內部位移監測分層水平位移觀測4.1內部位移監測-分層水平位移觀測分層位移：測斜儀、正倒垂線。4.1內部位移監測-測斜儀及其應用作用：觀測分層水平位移。結構：測頭、導向滾輪、連接電纜及測讀設備。1—傳感器2—電纜3—導管接頭4—鉆孔5—導管6—灌漿7—導輪8—管初始位置線9—傳感器測斜管的連接圖測斜管及連接方法測斜儀的工作原理圖豎向測斜儀現場觀測測斜儀的使用測斜儀野外測量情況4.1內部位移監測-測斜儀及其應用（1）使用前嚴格標定；（3）鉆孔孔徑等于或大于89mm,管底埋置在傾斜部位深度以下；（2）測斜管-鋼材、鋁合金和塑料等制作，每節長度2-4m，管內壁設有兩對互相垂直的縱向導槽；4.1內部位移監測-測斜儀及其應用（4）測斜管豎向埋設，管內導槽位置與量測位移方向一致；（5）管頂部高出基準面150～200mm，頂底部蓋子封牢，埋入前灌滿清水；（7）測時,先滑到管底，向上拉線，每隔一定距離讀數。（6）管提前5天安裝完,

3～5天內重測3次以上，確定管穩定后正式測;4.1內部位移監測-測斜儀及其應用4.2應力/應變監測

應力：截面某一點單位面積上的內力與截面垂直的稱正應力或法向應力與截面相切稱剪應力或切應力應力反映物體一點處受力程度的力學量。應力隨外力增加而增長，應力超過限度，材料破壞。4.2應力/應變監測-應力應變監測的作用通過應力應變監測，了解建筑物應力實際分布，尋求最大應力位置、大小和方向，掌握建筑物實際強度安全程度。利用應力應變觀測成果，可以改進設計，驗證新設計方法和建筑物設計形態。4.2應力/應變監測-儀器埋設觀測截面測點處埋設應變計組和無應力計。應變計組各向應變計測值—測點各向應變。無應力計測量除外力以外的由于混凝土物理、化學因素及溫度、濕度變化引起的變形。4.3地下水位及滲流監測-地下水位觀測地下水位觀測是水利、采礦、能源、交通、高層建筑等工程安全監測的主要項目之一。地下水位觀測采取在透水層埋設測壓管，通過人工或利用水位傳感器進行觀測，也可通過專門的觀測井進行觀測。4.3地下水位及滲流監測-水位觀測井觀測水位觀測井觀測系統：鉆孔水位管和測頭、鋼尺電纜、接收系統及繞線盤等。測頭內裝水阻接觸點。觸點觸到水面，接通接收系統，蜂鳴器響。讀鋼尺讀數。井位布設全面反映工程地下水位分布面。4.3地下水位及滲流監測-滲流量觀測滲流量觀測：滲漏水流量、水質。水質觀測：滲漏水溫度、透明度、化學成分。滲流量觀測系統布置：根據工程地質條件、滲漏水出流和匯集條件、所采用測量方法等確定。大型工程應分區、分段進行測量，所有集水和量水設施均應避免客水干擾。水質觀測在相對固定的滲流出口或堰口進行。4.4撓度監測-基本概念撓度觀測：測定建筑物受力后撓曲程度建筑物彎曲變形時橫截面形心沿與軸線垂直方向的線位移稱為撓度。平置構件撓度示意圖4.4撓度監測-觀測方法直立高大型建筑物撓度觀測方法：測定建筑物在鉛垂面內各不同高程點相對于底部的水平位移值。高層建筑物通常采用前方交會法測定。內部有豎直通道的建筑物，撓度觀測多采用垂線觀測。4.4撓度監測-觀測方法4.5裂縫監測-基本概念建筑物裂縫觀測:位置、長度、寬度、深度和錯距等。對建筑物內部及表面可能產生裂縫部位，應預埋儀器設備，進行定期觀測或臨時采用適宜方法進行探測。測微器法主要包括：單向測縫標點和三向測縫標點；主要用于測量表面裂縫的寬度、長度和深度。4.5裂縫監測-單向測縫標點標點采用直徑為20mm，長約80mm的金屬棒，埋入混凝土內60mm，外露部分為標點，標點上各有一個保護蓋。兩標點間距不少于150mm，用游標卡尺定期測定，測量精度0.1mm。1—標點2—鉆孔線3—裂縫4.5裂縫監測-超聲波檢測超聲波用于非破損檢測，以超聲波為媒介，獲得物體內部信息。裂縫的深度。超聲波測裂縫深度E—發射探頭；R—接收探頭；B—裂縫；A—裂縫終點；H—裂縫深度4.6光纖監測技術光纖傳感技術開始70年代中期，伴隨光纖及光通信技術發展形成。光纖傳感器優點：靈敏度高、耐腐蝕、電絕緣、防爆性好、抗電磁干擾、光路可擾曲、易于與計算機連接、便于遙測等，結構簡單、尺寸小、質量輕、頻帶寬，可進行溫度、應變、壓力等多種參數的分布式測量。近年來廣泛應用，成為建筑物結構監測首選4.6光纖監測技術-光纖的結構光纖傳感器的結構框圖光源傳感頭光電轉換信號處理被測量光纖電信號輸出信號4.6光纖監測技術-光纖光柵傳感器（FBG）

光纖光柵傳感器，對多個物理量敏感，可以測量多個物理量，包括應變、應力、溫度、位移、振動、壓力等。在水庫、大壩等的溫度及應變監測中，傳感器的精度可