專利名稱：光纖光柵應(yīng)變傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)變傳感器，尤其涉及一種光纖光柵應(yīng)變傳感器。
背景技術(shù)：
大型結(jié)構(gòu)如建筑、橋梁、井架等設(shè)施長期暴露在外界環(huán)境中，易受到惡劣環(huán)境和人為的影響出現(xiàn)老化或損傷。應(yīng)變是表征工程結(jié)構(gòu)安全的重要指標，人們通常通過檢測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變來評估一項工程結(jié)構(gòu)的健康狀況。結(jié)構(gòu)體受外界作用產(chǎn)生的應(yīng)變過大，會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋、應(yīng)變等損傷，進一步發(fā)展會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)斷裂、傾塌，威脅工程安全。因此對工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)變進行長期、實時、動態(tài)的監(jiān)測具有非常重要 的意義。光纖光柵對應(yīng)變非常敏感，已廣泛應(yīng)用與傳感領(lǐng)域，特別是用于應(yīng)變、溫度、壓力、超聲波、加速度、強磁場等參數(shù)的準分布測量。而應(yīng)變參數(shù)的測量是其中極為廣泛的應(yīng)用之一，它廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)、隧道、地鐵、電力、油井等領(lǐng)域。國內(nèi)目前已有光纖光柵應(yīng)變傳感器應(yīng)用在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方面，如哈爾濱工業(yè)大學、大連理工大學、北京工業(yè)大學、昆明理工大學等單位的研究人員制作了管式封裝的光纖布拉格光柵應(yīng)變傳感器；于秀娟等人對普通片式封裝的光纖布拉格光柵傳感器進行了改進，將銅、鈦合金或鋼基片做成“工”字型；李惠等人將纖維增強聚合物封裝的光纖布拉格光柵傳感器用于山東濱州黃河公路大橋斜拉索的長期健康監(jiān)測。上述傳感器適合測量大應(yīng)變，但應(yīng)變測量靈敏度低。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對上述問題，提供一種光纖光柵應(yīng)變傳感器，以解決傳統(tǒng)的光纖光柵應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)變測量靈敏度低的問題。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)—種光纖光柵應(yīng)變傳感器，包括端接尾纖的光纖光柵，金屬底座及金屬片，所述尾纖均套接松套管，并分別固定設(shè)置于金屬底座、金屬片的細槽內(nèi)，所述松套管套接鎧裝光纜，所述鎧裝光纜分別設(shè)置于金屬底座、金屬片的寬槽內(nèi)，所述金屬片的中間處設(shè)置有螺紋孔，所述金屬底座對應(yīng)螺紋孔處設(shè)置有用于調(diào)節(jié)金屬片與金屬底座之間距離的調(diào)節(jié)孔，且金屬底座上設(shè)置有保護蓋，所述金屬底座一端與金屬片滑動配合，其另一端固定設(shè)置有用于固定光纖光柵的夾片a，所述金屬片遠離夾片a的一端固定設(shè)置有用于固定光纖光柵的夾片b。進一步的，所述金屬底座上開有方形滑槽，所述金屬片可滑動的設(shè)置于該方形滑槽內(nèi)。進一步的，所述金屬底座與保護蓋扣合連接，并用密封膠粘連。進一步的，所述夾片a與金屬底座通過螺釘固定連接，所述夾片b與金屬片通過螺釘固定連接。進一步的，所述尾纖通過粘結(jié)劑固定設(shè)置于金屬底座、金屬片的細槽內(nèi)。進一步的，所述粘結(jié)劑為紫外膠或高溫膠或低溫玻璃焊料。[0012]進一步的，所述保護蓋靠近夾片a —端的厚度大于該保護蓋靠近夾片b —端的厚度，使得金屬片可在金屬底座與保護蓋之間自由滑動。進一步的，所述調(diào)節(jié)孔為腰型孔。本實用新型的有益效果為，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器固定光纖光柵兩端的金屬底座與金屬片相分離，使得兩夾片之間的應(yīng)變?nèi)考性诠饫w光柵上，且兩夾片之間距離大于固定光纖光柵兩端粘結(jié)劑之間的距離，使得應(yīng)變進一步放大，從而提高應(yīng)變靈敏度；此夕卜，該傳感器結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)，制造方便，只需將夾片a、夾片b粘連在被測物表面，即可方便精確的測出應(yīng)變量，操作簡單且可靠性高，測量精度高。
圖I為本實用新型光纖光柵應(yīng)變傳感器的爆炸圖；圖2為本實用新型光纖光柵應(yīng)變傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I、鎧裝光纜；2、金屬底座；3、松套管；4、光纖光柵；5、粘結(jié)劑；6、金屬片；7、夾片b ;8、保護蓋；9、夾片a。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。請參照圖I及圖2所示，圖I為本實用新型光纖光柵應(yīng)變傳感器的爆炸圖；圖2為本實用新型光纖光柵應(yīng)變傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。于本實施例中，一種光纖光柵應(yīng)變傳感器，包括端接尾纖的光纖光柵4，金屬底座2及金屬片6，所述尾纖均套接松套管3，并通過粘結(jié)劑5分別固定設(shè)置于金屬底座2、金屬片6的細槽內(nèi)，所述粘結(jié)劑5為紫外膠或高溫膠或低溫玻璃焊料，所述松套管3套接鎧裝光纜1，所述鎧裝光纜I分別設(shè)置于金屬底座2、金屬片6的寬槽內(nèi)，所述金屬片6的中間處設(shè)置有螺紋孔，所述金屬底座2對應(yīng)螺紋孔處設(shè)置有腰型孔，且金屬底座2上扣合連接有保護蓋8，金屬底座2與保護管8之間涂有密封膠，所述金屬底座2 —端開有方形滑槽，金屬片6可滑動的設(shè)置于該方形滑槽內(nèi)，其另一端開有兩個螺孔，并通過螺釘固定設(shè)置有用于固定光纖光柵4的夾片a9，所述金屬片6遠離夾片a9的一端開有兩個螺孔，并通過螺釘固定設(shè)置有用于固定光纖光柵4的夾片b7，所述保護蓋8靠近夾片a9 —端的厚度大于該保護蓋8靠近夾片b7 —端的厚度，使得金屬片6可在金屬底座2與保護蓋8之間自由滑動。安裝時，將金屬片6放入金屬底座2的方形滑槽內(nèi)，將光纖光柵4平鋪于金屬底座2與金屬片6的細槽內(nèi)，令整個光纖光柵4位于金屬片6上,令光纖光柵4 一端處于金屬片6的邊緣，并在靠近光纖光柵4兩端約10_的位置點入粘結(jié)劑5，待粘結(jié)劑5固化后，將光纖光柵4兩端的尾纖依次套入松套管3、鎧裝光纜I ;將金屬片6上中間處的螺紋孔與金屬底座2上的腰型孔用螺釘固定，調(diào)整位置保證光纖光柵4處于平直并松弛的狀態(tài)，蓋上保護蓋8，在保護蓋8與金屬底座2之間涂密封膠；將夾片a9、夾片b7分別與金屬底座2、金屬片6用螺釘固定,抒松金屬片6與金屬底座2之間的螺釘,調(diào)節(jié)金屬片6與金屬底座2之間的距離以給光纖光柵4施加合適的預(yù)應(yīng)力，擰緊金屬片6與金屬底座2之間的螺釘，將夾片a9、夾片b7粘連在被測物表面,抒出金屬片6與金屬底座2之間的螺釘,即完成了光纖光柵應(yīng)變傳感器的安裝。當夾片a9與夾片b7之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生拉伸應(yīng)變時，金屬底座2和金屬片6發(fā)生相對位移，使的光纖光柵4周期和反射率受到應(yīng)力而改變，從而令反射波長發(fā)生改變，通過光譜測量分析反射波長的改變量得到被測物體的拉伸應(yīng)變量。以上實施例只是闡述了本實用新型的基本原理和特性，本實用新型不受上述實施例限制，在不脫離本 實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種光纖光柵應(yīng)變傳感器，其特征在于包括端接尾纖的光纖光柵，金屬底座及金屬片，所述尾纖均套接松套管，并分別固定設(shè)置于金屬底座、金屬片的細槽內(nèi)，所述松套管套接鎧裝光纜，所述鎧裝光纜分別設(shè)置于金屬底座、金屬片的寬槽內(nèi)，所述金屬片的中間處設(shè)置有螺紋孔，所述金屬底座對應(yīng)螺紋孔處設(shè)置有用于調(diào)節(jié)金屬片與金屬底座之間距離的調(diào)節(jié)孔，且金屬底座上設(shè)置有保護蓋，所述金屬底座一端與金屬片滑動配合，其另一端固定設(shè)置有用于固定光纖光柵的夾片a，所述金屬片遠離夾片a的一端固定設(shè)置有用于固定光纖光柵的夾片b。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器，其特征在于所述金屬底座上開有方形滑槽，所述金屬片可滑動的設(shè)置于該方形滑槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器，其特征在于所述金屬底座與保護蓋扣合連接，并用密封膠粘連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器，其特征在于所述夾片a與金屬底座通過螺釘固定連接，所述夾片b與金屬片通過螺釘固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器，其特征在于所述尾纖通過粘結(jié)劑固定設(shè)置于金屬底座、金屬片的細槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器，其特征在于所述粘結(jié)劑為紫外膠或高溫膠或低溫玻璃焊料。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器，其特征在于所述保護蓋靠近夾片a一端的厚度大于該保護蓋靠近夾片b —端的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器，其特征在于所述調(diào)節(jié)孔為腰型孔。
專利摘要本實用新型公開一種光纖光柵應(yīng)變傳感器，包括端接尾纖的光纖光柵，金屬底座及金屬片，尾纖均套接松套管，并分別設(shè)置于金屬底座、金屬片的細槽內(nèi)，松套管套接鎧裝光纜，鎧裝光纜分別設(shè)置于金屬底座、金屬片的寬槽內(nèi)，金屬片的中間處開有螺紋孔，金屬底座對應(yīng)螺紋孔處開有調(diào)節(jié)孔，且金屬底座上設(shè)有保護蓋，金屬底座一端與金屬片滑動配合，其另一端設(shè)置有夾片a，金屬片遠離夾片a的一端設(shè)置有夾片b。所述光纖光柵應(yīng)變傳感器固定光纖光柵兩端的金屬底座與金屬片相分離，使得兩夾片之間的應(yīng)變?nèi)考性诠饫w光柵上，且兩夾片之間距離大于固定光纖光柵兩端粘結(jié)劑之間距離，使得應(yīng)變進一步放大，提高了應(yīng)變靈敏度。
文檔編號G01B11/16GK202582501SQ20122020709
公開日2012年12月5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)明者龔元, 吳宇, 饒云江 申請人:無錫成電光纖傳感科技有限公司