專利名稱：光纖應(yīng)變傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)變傳感器，尤其涉及一種光纖應(yīng)變傳感器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的應(yīng)變傳感器是以應(yīng)變-電量為基礎(chǔ)，以電信號為轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)妮d體，用導(dǎo)線傳輸電信號，因此，使用時易受到電磁場和環(huán)境的影響，如環(huán)境濕度太大可能引起短路，特別是高溫和易燃、易爆環(huán)境中易引起火災(zāi)等等。 研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光纖光柵的應(yīng)變發(fā)生改變時，光柵有效折射率和光柵周期會改變，從而導(dǎo)致光纖光柵的中心波長也會發(fā)生改變，例如對于中心波長為1550nm附近的光纖光柵，I個微應(yīng)變(即Iue)將引起約Ipm的波長變化，通過測定光纖光柵中心波長的變化，即可推倒出應(yīng)變的變化，從而可以構(gòu)成一種新型的光纖光柵應(yīng)變傳感器。較之以應(yīng)變-電量為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)應(yīng)變傳感器，光纖光柵應(yīng)變傳感器的抗干擾特性較強，因此，目前廣泛應(yīng)用于民用工程結(jié)構(gòu)、航空航天業(yè)、船舶航運業(yè)、電力工業(yè)、石油化工業(yè)、醫(yī)學(xué)、核工業(yè)等行業(yè)，尤其是在高電壓、強電磁場、易燃易爆的惡劣環(huán)境中具有很強的應(yīng)用優(yōu)勢。由于自身結(jié)構(gòu)的局限性，目前普通光纖光柵應(yīng)變傳感器的光纖與其外殼體之間的應(yīng)變比通常約為1:1，其測量范圍一般在0 2500 i! e左右，但在很多場合，如火箭發(fā)動機固體推進劑，直升機旋翼等，待測量的應(yīng)變量可能在IOOOOil e左右甚至更高。因此現(xiàn)有的光纖光柵應(yīng)變傳感器的測量范圍無法滿足測量要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大量程的光纖應(yīng)變傳感器。為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種光纖應(yīng)變傳感器，包括管殼，所述管殼的兩端分別安裝有一個端蓋，所述管殼內(nèi)設(shè)有光纖光柵，所述光纖光柵的兩端分別對應(yīng)固定在兩個所述端蓋上且預(yù)張緊，所述管殼內(nèi)安裝有應(yīng)變減敏梁，所述應(yīng)變減敏梁由中間固定部和與其兩側(cè)連接的兩個鏡像對稱的邊緣應(yīng)變減敏部構(gòu)成，所述中間固定部固定于所述管殼的內(nèi)壁上，兩個所述邊緣應(yīng)變減敏部的自由端與所述光纖固定連接，且兩個所述邊緣應(yīng)變減敏部與所述光纖光柵的粘接點之間的光纖光柵長度是所述中間固定部橫向長度的數(shù)倍。本發(fā)明的光纖應(yīng)變傳感器中，由于兩個邊緣應(yīng)變減敏部與光纖光柵的粘接點之間的光纖光柵長度是中間固定部橫向長度的數(shù)倍(假設(shè)為N倍)，則光纖應(yīng)變傳感器通過其應(yīng)變減敏梁傳遞到光纖光柵上的應(yīng)變，為被測物應(yīng)變的1/N，因此，本發(fā)明的光纖應(yīng)變傳感器使用應(yīng)變減敏梁可以較好的保護光纖光柵，并且提高光纖應(yīng)變傳感器的測量范圍。


圖I為本發(fā)明的光纖應(yīng)變傳感器的主視剖視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細(xì)描述參考圖I所不，本實施例的光纖應(yīng)變傳感器，包括管殼I，管殼I的兩端分別密封粘接接有一個端蓋2，管殼I內(nèi)設(shè)有光纖光柵3，光纖光柵3的兩端分別對應(yīng)通過粘接固定在兩個端蓋2上且預(yù)張緊，管殼I內(nèi)安裝有應(yīng)變減敏梁4，該應(yīng)變減敏梁4是由一厚度為
O.25 O. 5mm的條形不銹鋼板彎折而成的一體結(jié)構(gòu)，其包括中間固定部41和與其兩側(cè)連接的兩個鏡像對稱的邊緣應(yīng)變減敏部42，其中，中間固定部41為矩形平底槽結(jié)構(gòu)，而兩個邊緣應(yīng)變減敏部42為兩個鏡像對稱的階梯型結(jié)構(gòu)，中間固定部41粘接固定于管殼I的內(nèi)壁上，兩個邊緣應(yīng)變減敏部42的自由端與光纖光柵3固定連接。為保證應(yīng)變減敏達到要求，且兩個邊緣應(yīng)變減敏部42與光纖光柵3的粘接點之間的光纖光柵長度(即圖中Lf)是中間 固定部41橫向長度(即圖中L)的5倍，也可以根據(jù)需要適當(dāng)改變倍數(shù)。此外，為了提高應(yīng)變減敏效果，管殼I與兩個端蓋2圍成的內(nèi)腔內(nèi)填充滿光纖填充油膏5。假設(shè)當(dāng)被測物受拉力發(fā)生形變時，應(yīng)變量為ε，由于中間固定部41的底部通過管
殼I與被測物連接在一起，則中間固定部41同時產(chǎn)生應(yīng)變ε，其中，
權(quán)利要求
1.一種光纖應(yīng)變傳感器，包括管殼(I )，所述管殼(I)的兩端分別安裝有一個端蓋(2),所述管殼(I)內(nèi)設(shè)有光纖光柵(3 )，所述光纖光柵(3 )的兩端分別對應(yīng)固定在兩個所述端蓋(2)上且預(yù)張緊，其特征在于，所述管殼(I)內(nèi)安裝有應(yīng)變減敏梁(4)，所述應(yīng)變減敏梁(4)由中間固定部(41)和與其兩側(cè)連接的兩個鏡像對稱的邊緣應(yīng)變減敏部(42)構(gòu)成，所述中間固定部(41)固定于所述管殼(I)的內(nèi)壁上，兩個所述邊緣應(yīng)變減敏部(42)的自由端與所述光纖光柵(3)粘接固定連接，且兩個所述邊緣應(yīng)變減敏部(42)與所述光纖光柵(3)的粘接點之間的光纖光柵長度是所述中間固定部(41)橫向長度的數(shù)倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖應(yīng)變傳感器，其特征在于，兩個所述邊緣應(yīng)變減敏部(42)沿所述管殼(I)徑向的長度之和是所述中間固定部(41)沿所述管殼(I)徑向的長度的5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述應(yīng)變減敏梁(4)是由一條形不銹鋼板彎折而成的一體結(jié)構(gòu)，所述中間固定部(41)為矩形平底槽結(jié)構(gòu)，兩個所述邊緣應(yīng)變減敏部(42)為兩個鏡像對稱的階梯型結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述條形不銹鋼板的厚度在0. 25 0. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述管殼(I)與兩個所述端蓋(2)圍成的內(nèi)腔內(nèi)填充滿光纖填充油骨(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖應(yīng)變傳感器，其包括管殼，管殼的兩端分別安裝有一個端蓋，管殼內(nèi)設(shè)有光纖光柵，光纖光柵的兩端分別對應(yīng)固定在兩個端蓋上且預(yù)張緊，管殼內(nèi)安裝有應(yīng)變減敏梁，應(yīng)變減敏梁由中間固定部和與其兩側(cè)連接的兩個鏡像對稱的邊緣應(yīng)變減敏部構(gòu)成，中間固定部固定于管殼的內(nèi)壁上，兩個邊緣應(yīng)變減敏部的自由端與光纖固定連接，且兩個邊緣應(yīng)變減敏部與光纖光柵的粘接點之間的光纖光柵長度是中間固定部橫向長度的數(shù)倍。本發(fā)明公的光纖應(yīng)變傳感器使用應(yīng)變減敏梁可以較好的保護光纖光柵，并且提高了光纖應(yīng)變傳感器的測量范圍。
文檔編號G01B11/16GK102636129SQ20121014251
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者孫兵, 朱濤, 李錦華, 林峰, 許丹麗 申請人:中國電子科技集團公司第八研究所