【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及石質(zhì)文物修復(fù)，具體涉及石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、
2、在石質(zhì)文物的修復(fù)所采用的常用方法中，注漿修復(fù)是最傳統(tǒng)也最有效的修復(fù)方法。可根據(jù)裂隙大小填補(bǔ)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)造成的巨大裂隙，也可以精細(xì)修補(bǔ)表面裂隙，可以有效修復(fù)和加固石質(zhì)文物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保證其安全性和可靠性。
3、石質(zhì)文物注漿材料的檢測(cè)技術(shù)主要分為在線檢測(cè)和離線檢測(cè)兩種。
4、其中，離線檢測(cè)主要包括x射線衍射法、傅里葉紅外光譜法和掃描電子顯微鏡法等。其中x射線衍射法可以對(duì)石質(zhì)文物內(nèi)部材料的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行非破壞性分析，評(píng)估修復(fù)材料與原始材料的匹配程度，從而監(jiān)測(cè)修復(fù)效果和材料穩(wěn)定性。傅里葉紅外光譜法可以獲得關(guān)于石質(zhì)文物注漿材料化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征的重要信息，有助于評(píng)估其適用性、穩(wěn)定性以及對(duì)文物保存的影響。掃描電子顯微鏡技術(shù)測(cè)試石質(zhì)文物注漿材料可以提供關(guān)于材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的重要信息。然而，離線檢測(cè)技術(shù)需要對(duì)樣品進(jìn)行提前處理且成本高、耗時(shí)長(zhǎng)。
5、在線檢測(cè)主要包括核磁共振測(cè)試法、紅外熱成像法和光學(xué)顯微鏡法。其中核磁共振測(cè)試法在注漿試驗(yàn)中的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)跟蹤注漿材料的水化過程，觀察漿液在巖石孔隙和裂隙中的擴(kuò)散。紅外熱成像技術(shù)在石質(zhì)文物注漿材料的檢測(cè)中可以提供快速、非破壞性的手段，幫助評(píng)估注漿材料的性能和效果，進(jìn)而指導(dǎo)修復(fù)和保護(hù)工作。光學(xué)顯微鏡法可以獲取漿料放大后的可見光譜圖像。
6、總體來說，現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)注漿材料固化過程的溫濕度及微應(yīng)變等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行在線原位實(shí)時(shí)檢測(cè)。因此，研
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)目的在于提供石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，以解決在采用注漿修復(fù)的方式對(duì)石質(zhì)文物修復(fù)過程中，現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)注漿材料固化過程的溫濕度及微應(yīng)變等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行在線原位實(shí)時(shí)檢測(cè)的技術(shù)問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用了如下的技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)公開了石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，包括以下步驟：
4、s1、采用光纖布拉格光柵分別制備光纖溫敏傳感器、光纖應(yīng)變傳感器和光纖濕敏傳感器，并對(duì)所述光纖溫敏傳感器、光纖應(yīng)變傳感器和光纖濕敏傳感器分別進(jìn)行標(biāo)定，用以分別建立溫度與光纖溫敏傳感器中光纖布拉格光柵中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系、應(yīng)變與所述光纖應(yīng)變傳感器中光纖布拉格光柵中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系、以及濕度與所述光纖濕敏傳感器中光纖布拉格光柵中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系；
5、s2、將步驟s1中制備的光纖溫敏傳感器、光纖濕敏傳感器及光纖應(yīng)變傳感器進(jìn)行一體化封裝，得到填充漿料固化過程參數(shù)檢測(cè)裝置；
6、s3、搭建石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)在線檢測(cè)系統(tǒng)，采用多個(gè)步驟s2制得的填充漿料固化過程參數(shù)檢測(cè)裝置，并分別垂直放入石質(zhì)文物裂隙中的不同高度位置，令放置位置保持不變；分別將各個(gè)填充漿料固化過程參數(shù)檢測(cè)裝置連接至調(diào)制解調(diào)儀對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入端，將調(diào)制解調(diào)儀的信號(hào)輸出端連接至計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端；
7、s4、制備填充漿料，并將填充漿料在恒溫恒濕的環(huán)境條件下均勻的注入石質(zhì)文物裂隙中；
8、s5、通過調(diào)制解調(diào)儀采集各個(gè)填充漿料固化過程參數(shù)檢測(cè)裝置中光纖溫敏傳感器、光纖應(yīng)變傳感器以及光纖濕敏傳感器對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)的漂移數(shù)據(jù)，并進(jìn)行解調(diào)，得到解調(diào)后的數(shù)據(jù)信息；然后將解調(diào)后的數(shù)據(jù)信息傳輸至計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)溫度與光纖溫敏傳感器中光纖布拉格光柵中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系、應(yīng)變與所述光纖應(yīng)變傳感器中光纖布拉格光柵中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系、以及濕度與所述光纖濕敏傳感器中光纖布拉格光柵中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系，計(jì)算出石質(zhì)文物裂隙的不同高度位置的填充漿料固化過程參數(shù)，所述填充漿料固化過程參數(shù)包括填充漿料在固化過程中的溫度變化量、應(yīng)變變化量和濕度變化量。
9、具體的，所述填充漿料固化過程參數(shù)包括填充漿料的溫度、濕度以及微應(yīng)變。
10、本方案公開了石質(zhì)文物裂隙填充漿料(例如水玻璃漿料)固化過程漿料內(nèi)部溫濕度及微應(yīng)變的光纖檢測(cè)方法。該方法使用光纖布拉格光柵溫敏傳感器、光纖布拉格光柵應(yīng)變傳感器和光纖布拉格光柵濕敏傳感器對(duì)模擬砂巖文物裂隙中填充漿料固化過程的溫濕度及微應(yīng)變進(jìn)行在線原位測(cè)量。
11、在檢測(cè)時(shí)，光纖濕敏傳感器主要響應(yīng)漿料內(nèi)部溫度、濕度及微應(yīng)變?nèi)齻€(gè)變化信息，應(yīng)變傳感器主要響應(yīng)漿料內(nèi)部溫度和應(yīng)變兩個(gè)變化信息，光纖溫敏傳感器只響應(yīng)漿料溫度變化信息。光纖溫敏傳感器有兩個(gè)功能，功能一是測(cè)量漿料固化過程中的溫度變化，功能二是作為應(yīng)變傳感器和光纖濕敏傳感器的溫度補(bǔ)償單元，用于消除漿料溫度變化對(duì)應(yīng)變和濕度測(cè)量結(jié)果的影響。應(yīng)變傳感器有兩個(gè)功能，功能一是測(cè)量漿料固化內(nèi)部的應(yīng)變變化，功能二是作為光纖濕敏傳感器的應(yīng)變補(bǔ)償單元，用于消除漿料應(yīng)變變化對(duì)濕度測(cè)量結(jié)果的影響。
12、本專利技術(shù)將為評(píng)估石質(zhì)文物巖體裂隙病害治理的有效性提供重要支撐，具有較大的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
13、作為優(yōu)選，步驟s1中，所述光纖溫敏傳感器用于監(jiān)測(cè)漿料固化過程的溫度以及消除溫度對(duì)濕度和應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果的影響，即，所述光纖溫敏傳感器在用作光纖溫敏傳感器的同時(shí)，還作為所述光纖濕敏傳感器和光纖應(yīng)變傳感器的溫度補(bǔ)償單元；所述光纖溫敏傳感器采用以下方法進(jìn)行制備：采用未經(jīng)處理的裸光纖布拉格光柵，然后采用不銹鋼毛細(xì)管對(duì)所述裸光纖布拉格光柵的光柵區(qū)進(jìn)行密封封裝，得到光纖溫敏傳感器；在封裝之前，對(duì)裸光纖布拉格光柵進(jìn)行溫度標(biāo)定，建立溫度與所述裸光纖布拉格光柵的中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度檢測(cè)以及溫度補(bǔ)償。
14、采用不銹鋼毛細(xì)管對(duì)所述裸光纖布拉格光柵的光柵區(qū)進(jìn)行封裝是為了排除檢測(cè)過程中應(yīng)力對(duì)其檢測(cè)結(jié)果的影響；同時(shí)，用環(huán)氧樹脂膠將其兩端密封，是為了防止檢測(cè)過程中填充漿料進(jìn)入不銹鋼毛細(xì)管內(nèi)。
15、作為優(yōu)選，步驟s2中，所述光纖應(yīng)變傳感器用于監(jiān)測(cè)填充漿料固化過程的應(yīng)變以及消除應(yīng)變對(duì)濕度檢測(cè)結(jié)果的影響，即，所述光纖應(yīng)變傳感器在用作光纖應(yīng)變傳感器的同時(shí)，還作為所述光纖濕敏傳感器的應(yīng)變補(bǔ)償單元；所述光纖應(yīng)變傳感器采用未經(jīng)處理的裸光纖布拉格光柵。
16、作為優(yōu)選，步驟s3中，所述光纖濕敏傳感器采用以下方法進(jìn)行制備：
17、a1、采用裸光纖布拉格光柵，并對(duì)裸光纖布拉格光柵進(jìn)行預(yù)處理，所述裸光纖布拉格光柵包括纖芯，所述纖芯上具有光柵區(qū)，纖芯外周包覆有包層，所述包層外周包覆有涂敷層，去除光柵區(qū)對(duì)應(yīng)的包層以及涂覆層結(jié)構(gòu)；；
18、a2、將預(yù)處理后的光纖布拉格光柵進(jìn)行硅烷處理，以增強(qiáng)光纖布拉格光柵表面的黏附強(qiáng)度；
19、a3、制備殼聚糖-聚乙烯醇濕敏材料，得到殼聚糖-聚乙烯醇水凝膠；
20、a4、將殼聚糖-聚乙烯醇水凝膠均勻的涂敷于進(jìn)行硅烷處理后的光纖布拉格光柵的光柵區(qū)對(duì)應(yīng)的外周表面，然后進(jìn)行干本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S1中，所述光纖溫敏傳感器在用作光纖溫敏傳感器的同時(shí)，還作為所述光纖濕敏傳感器和光纖應(yīng)變傳感器的溫度補(bǔ)償單元；所述光纖溫敏傳感器采用以下方法進(jìn)行制備：采用未經(jīng)處理的裸光纖布拉格光柵，然后采用不銹鋼毛細(xì)管對(duì)所述裸光纖布拉格光柵的光柵區(qū)進(jìn)行密封封裝，得到光纖溫敏傳感器；在封裝之前，對(duì)裸光纖布拉格光柵進(jìn)行溫度標(biāo)定，建立溫度與所述裸光纖布拉格光柵的中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S1中，所述光纖應(yīng)變傳感器在用作光纖應(yīng)變傳感器的同時(shí)，還作為所述光纖濕敏傳感器的應(yīng)變補(bǔ)償單元；所述光纖應(yīng)變傳感器采用未經(jīng)處理的裸光纖布拉格光柵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S1中，所述光纖濕敏傳感器采用以下方法進(jìn)行制備：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石質(zhì)文物
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟A3中，所述殼聚糖與聚乙烯醇的質(zhì)量比范圍為：4.5:1～7.2:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟A3.1中，所述冰醋酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍是2％～5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟A3.2中，所述聚乙烯醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍是10％～11％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S2中，將光纖溫敏傳感器、光纖濕敏傳感器及光纖應(yīng)變傳感器的一體化封裝采用以下方法：采用多孔不銹鋼管將光纖溫敏傳感器、光纖濕敏傳感器及光纖應(yīng)變傳感器各自對(duì)應(yīng)的光柵區(qū)進(jìn)行包裹，同時(shí)，光纖溫敏傳感器、光纖濕敏傳感器及光纖應(yīng)變傳感器各自對(duì)應(yīng)的光纖尾纖自多孔不銹鋼管的同一端伸出，所述多孔不銹鋼管的管壁均勻的開設(shè)有多個(gè)通孔；將各個(gè)光纖尾纖伸出多孔不銹鋼管的一端進(jìn)行密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟S5中，計(jì)算機(jī)計(jì)算石質(zhì)文物裂隙的不同高度位置的填充漿料固化過程參數(shù)時(shí)，將光纖溫敏傳感器和光纖應(yīng)變傳感器分別作為光纖濕敏傳感器的溫度補(bǔ)償單元和應(yīng)變補(bǔ)償單元，并通過對(duì)預(yù)先構(gòu)建的矩陣模型進(jìn)行，來得到填充漿料固化過程參數(shù)；所述矩陣模型為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟s1中，所述光纖溫敏傳感器在用作光纖溫敏傳感器的同時(shí)，還作為所述光纖濕敏傳感器和光纖應(yīng)變傳感器的溫度補(bǔ)償單元；所述光纖溫敏傳感器采用以下方法進(jìn)行制備：采用未經(jīng)處理的裸光纖布拉格光柵，然后采用不銹鋼毛細(xì)管對(duì)所述裸光纖布拉格光柵的光柵區(qū)進(jìn)行密封封裝，得到光纖溫敏傳感器；在封裝之前，對(duì)裸光纖布拉格光柵進(jìn)行溫度標(biāo)定，建立溫度與所述裸光纖布拉格光柵的中心諧振波長(zhǎng)間的關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟s1中，所述光纖應(yīng)變傳感器在用作光纖應(yīng)變傳感器的同時(shí)，還作為所述光纖濕敏傳感器的應(yīng)變補(bǔ)償單元；所述光纖應(yīng)變傳感器采用未經(jīng)處理的裸光纖布拉格光柵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟s1中，所述光纖濕敏傳感器采用以下方法進(jìn)行制備：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在于，步驟a3中，制備殼聚糖-聚乙烯醇濕敏材料采用以下方法：
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的石質(zhì)文物裂隙填充漿料固化過程參數(shù)原位在線檢測(cè)方法，其特征在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘年丙，趙若旭，劉洋，解泉華，肖忠渝，劉馨，黃憶，吳磊，賴東，唐歡，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：重慶理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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