一種輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，屬于光電子測量【技術領域】。本實用新型包括輪緣、輪轂、輻條、光纖Bragg光柵、緊固螺釘通孔、中心通孔；其中輪緣上開有個緊固螺釘通孔，螺母通過個緊固螺釘通孔與錨板緊固，輪轂中間開有中心通孔，錨頭通過中心通孔穿出，輪轂與中心通孔之間設有輻條，光纖Bragg光柵粘貼于兩根對稱輻條中點處表面。本實用新型實現(xiàn)了對錨頭拉拔力的在線監(jiān)測，同時結構簡單，使用方便，抗干擾能力強。
【專利說明】一種輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，屬于光電子測量【技術領域】。
【背景技術】
[0002]作為土木工程中重要的支護形式之一，錨桿加固通常應用于公路、鐵路、水利、礦井等工程中的高陡邊坡和巷道承受巖土體壓力的加固結構。預應力錨桿是在結構承受外載荷前，預先對外載荷下的受拉壓區(qū)施加一定的壓應力，以改善結構的性能。隨著時間推移錨桿安裝完成后巖土等被錨固結構自身的風化作用和錨桿自身的受力，蠕動變形和應力松弛都會改變錨桿的受力狀態(tài)，特別是被錨固結構壓縮變形，會使錨桿張拉完成鎖定后的預應力損失，為了避免重大事故，因此需要設計一種錨頭測力傳感器對錨頭的受力情況進行長期安全監(jiān)測。
[0003]通過采用輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器進行實時在線監(jiān)測時，需要考慮光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器的構成，及如何安裝來實現(xiàn)測量時對光纖的保護問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型提供了一種輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，以用于解決對錨頭拉拔力的在線監(jiān)測時光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器的結構、安裝問題。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，包括輪緣1、輪轂2、輻條3、光纖Bragg光柵4、緊固螺釘通孔5、中心通孔6 ;其中輪緣I上開有6個緊固螺釘通孔5，螺母通過6個緊固螺釘通孔5與錨板緊固，輪轂2中間開有中心通孔6，錨頭通過中心通孔6穿出，輪轂2與中心通孔6之間設有輻條3，光纖Bragg光柵4粘貼于兩根對稱輻條3中點處表面。
[0006]所述輻條3為四根且對稱分布。
[0007]所述輻條3的寬度小于其高度。
[0008]所述光纖Bragg光柵4沿45°粘貼于兩根對稱福條3中點處表面或者一支光纖Bragg光柵4水平粘貼于兩根對稱福條3中點處表面而另一支光纖Bragg光柵4垂直粘貼于兩根對稱福條3中點處表面。
[0009]所述光纖Bragg光柵4外層采用硅橡膠套管套裝保護。
[0010]所述光纖Bragg光柵4通過光纜與光纖耦合器連接。
[0011]所述光纖耦合器分別與光纖光源和光纖光柵解調儀連接。
[0012]本實用新型的工作原理是:
[0013]將2只光纖Bragg光柵4粘貼于兩根對稱輻條3中點處表面。錨頭可以穿過輪轂2的中心通孔6，當錨頭軸向受力帶動輪轂受到剪切作用的時候，四根輻條受壓力產生相同的變形，從而導致粘貼于其表面的光纖Bragg光柵產生波長移位。根據(jù)光纖Bragg光柵的中心波長移位與其所受軸向應變的關系，可以得到錨頭所受的拉力。此外，為保護光纖，在光纖外層用硅橡膠套管套裝保護。
[0014]本實用新型的數(shù)學模型分析如下:
[0015]根據(jù)光纖耦合模型理論，光纖Bragg光柵的中心波長.?可以表示為:
【權利要求】
1.一種輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，其特征在于:包括輪緣(I)、輪轂(2)、輻條(3)、光纖Bragg光柵(4)、緊固螺釘通孔(5)、中心通孔(6);其中輪緣(I)上開有6個緊固螺釘通孔(5)，螺母通過6個緊固螺釘通孔(5)與錨板緊固，輪轂(2)中間開有中心通孔(6)，錨頭通過中心通孔(6)穿出，輪轂(2)與中心通孔(6)之間設有輻條(3)，兩支光纖Bragg光柵(4)分別粘貼于四根對稱分布輻條(3)中任意兩根對稱分布輻條(3)中點處表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，其特征在于:所述輻條(3)的寬度小于其高度。
3.根據(jù)權利要求1所述的輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，其特征在于:所述兩支光纖Bragg光柵(4)分別沿45°粘貼于兩根對稱輻條(3)中輻條(3)的中點處表面。
4.根據(jù)權利要求1所述的輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，其特征在于:所述兩支光纖Bragg光柵(4)中的一支光纖Bragg光柵(4)水平粘貼于兩根對稱福條(3)中的一根福條(3)的中點處表面而另一支光纖Bragg光柵(4)垂直粘貼于兩根對稱福條(3)中的另一根輻條(3)的中點處表面。
5.根據(jù)權利要求1所述的輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，其特征在于:所述光纖Bragg光柵(4)外層采用硅橡膠套管套裝保護。
6.根據(jù)權利要求1所述的輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，其特征在于:所述光纖Bragg光柵(4)通過光纜與光纖耦合器連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的輪輻式光纖Bragg光柵錨頭測力傳感器，其特征在于:所述光纖耦合器分別與光纖光源和光纖光柵解調儀連接。
【文檔編號】G01L1/24GK203758660SQ201320826294
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】李川, 劉江, 閆思安, 陳富云, 趙振剛, 李英娜, 謝濤 申請人:昆明理工大學