本發(fā)明涉及光纖光柵傳感器測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光纖光柵傳感器測量參數(shù)標定實驗裝置。
背景技術(shù)：
光纖光柵傳感器測量是一種新型的傳感測量技術(shù)。光纖光柵傳感器測量充分利用了fbg波長對溫度和應(yīng)變的敏感性(即溫度和應(yīng)變同時引起光纖光柵耦合波長移動)，來實現(xiàn)對溫度、應(yīng)變等相關(guān)物理量的直接測量。光纖光柵傳感器測量的無源和傳輸距離遠的特性，特別適于應(yīng)用在一些危險領(lǐng)域，如石油化工、野外長期監(jiān)測等。
光纖光柵傳感器測量系統(tǒng)在出廠時要做一些參數(shù)標定。傳統(tǒng)的標定實驗裝置是在常溫下，通過光纖光柵傳感器測量材料的應(yīng)力等物理量變化來得到一組經(jīng)驗值，以此完成光纖光柵傳感器測量系統(tǒng)的標定。然而，由于傳統(tǒng)標定方法只是在常溫條件下對光纖光柵傳感器測量系統(tǒng)進行了標定，因此采用該方法標定后的光纖光柵傳感器測量系統(tǒng)在使用過程中若遇到外界參數(shù)(如溫度)發(fā)生變化時，為了得到應(yīng)力等物理量變化情況，往往需要利用公式推導(dǎo)測算得出相應(yīng)的結(jié)果，如采用溫度補償?shù)确椒?，而這樣得到的數(shù)值往往有偏差，從而會導(dǎo)致整個測量系統(tǒng)因累計偏差造成分析結(jié)論錯誤。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的是傳統(tǒng)光纖光柵傳感器測量系統(tǒng)的標定裝置容易導(dǎo)致整個測量系統(tǒng)因累計偏差造成分析結(jié)論錯誤的問題，提供一種光纖光柵傳感器測量參數(shù)標定實驗裝置。
為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下方案實現(xiàn)的：
一種光纖光柵傳感器測量參數(shù)標定實驗裝置，主要由盛水容器、底座、力測試固定板、應(yīng)力變送器、測試材料樣片、光纖光柵傳感器、受力框架和千斤頂組成；應(yīng)力變送器嵌設(shè)在力測試固定板上，應(yīng)力變送器通過導(dǎo)線與外部的應(yīng)力檢測設(shè)備連接；測試材料樣片也嵌設(shè)在力測試固定板上；光纖光柵傳感器的一端與測試材料樣片的上端連接，光纖光柵傳感器的另一端與測試材料樣片的下端連接；光纖光柵傳感器通過光纖與外部的波長檢測設(shè)備連接；力測試固定板的下端與底座連接；底座放置在盛水容器內(nèi)；力測試固定板的上端與受力框架連接；受力框架為中空的框架體；千斤頂設(shè)置在受力框架內(nèi)，且千斤頂?shù)囊欢伺c受力框架的下端連接，千斤頂?shù)牧硪欢伺c受力框架的下端連接。
上述方案中，千斤頂位于受力框架的正中。
上述方案中，千斤頂、應(yīng)力變送器和測試材料樣片處于同一條垂直線上。
上述方案中，應(yīng)力變送器嵌設(shè)在力測試固定板的上部，測試材料樣片嵌設(shè)在力測試固定板的下部。
上述方案中，盛水容器的上部還裝有熱水龍頭和/或冷水龍頭。
上述方案中，的下部還設(shè)有泄放口。
上述方案中，盛水容器內(nèi)設(shè)有溫度計。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)饫w光柵傳感器進行標定，且所標定的光纖光柵傳感器能夠與自然界中的物理量(如溫度或壓力等)參數(shù)相關(guān)聯(lián)，從而使得光纖光柵傳感器在使用過程中能夠獲得更好的測量結(jié)果。
附圖說明
圖1為一種光纖光柵傳感器測量參數(shù)標定實驗裝置的原理示意圖。
圖中標號：1、受力框架；2、千斤頂；3、應(yīng)力變送器；4、熱水龍頭；5、測試材料樣片；6、泄放口；7、底座；8、光纖光柵傳感器；9、冷水龍頭；10、盛水容器；11、力測試固定板。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。需要說明的是，實例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向僅是用來說明并非用來限制本發(fā)明的保護范圍。
一種光纖光柵傳感器測量參數(shù)標定實驗裝置，如圖1所示，主要由盛水容器10、泄放口6、熱水龍頭4、冷水龍頭9、底座7、力測試固定板11、應(yīng)力變送器3、測試材料樣片5、光纖光柵傳感器8、受力框架1和千斤頂2組成。
應(yīng)力變送器3嵌設(shè)在力測試固定板11上，應(yīng)力變送器3通過導(dǎo)線與外部的應(yīng)力檢測設(shè)備連接。測試材料樣片5也嵌設(shè)在力測試固定板11上。光纖光柵傳感器8的一端與測試材料樣片5的上端連接，光纖光柵傳感器8的另一端與測試材料樣片5的下端連接。光纖光柵傳感器8通過光纖與外部的波長檢測設(shè)備連接。應(yīng)力變送器3和測試材料樣片5在力測試固定板11在垂直方向上的相對位置可以任意進行設(shè)定，但是為了能夠獲得更好的標定效果，應(yīng)力變送器3和測試材料樣片5在力測試固定板11在垂直方向上的位置相對，且兩者最好處于同一條垂直線上。
力測試固定板11的下端與底座7連接。底座7放置在盛水容器10內(nèi)。為了模擬溫度變化環(huán)境，以測試光纖光柵傳感器8在不同溫度下的變化規(guī)律，盛水容器10內(nèi)根據(jù)測試需求裝入不同溫度的水。盛水容器10內(nèi)水可以人為外部倒入或排出，但為了便于操作水的灌入與排放，盛水容器10的上部還裝有熱水龍頭4和冷水龍頭9，同時盛水容器10的下部還設(shè)有泄放口6。此外，為了能夠直觀顯示當前光纖光柵傳感器8所處的環(huán)境水溫，盛水容器10內(nèi)還設(shè)有溫度計。
力測試固定板11的上端與受力框架1連接。受力框架1為中空的框架體。千斤頂2設(shè)置在受力框架1內(nèi)。由于千斤頂2的作用是讓受力框架1產(chǎn)生形變并將力傳到到力測試固定板11上的應(yīng)力變送器3和測試材料樣片5上，因此千斤頂2的固定端是與受力框架1的下端連接，千斤頂2的活動端是與受力框架1的下端連接。為了能夠使得受力框架1受力均衡，千斤頂2位于受力框架1的正中。而為了能夠讓受力框架1的力能夠更好地傳遞到應(yīng)力變送器3和測試材料樣片5上，千斤頂2與應(yīng)力變送器3和測試材料樣片5在垂直方向上位置相對，三者處于同一條垂直線上。
測試材料樣片5隨著環(huán)境溫度發(fā)生形變，其熱脹冷縮的變化會帶動光纖光柵傳感器8發(fā)生變化，從而達到在不同溫度下對光纖光柵傳感器8進行標定的目的。此外，測試材料樣片5會隨著力測試固定板11所受壓力發(fā)生形變，從而達到在不同壓力下對光纖光柵傳感器8進行標定的目的。
在進行標定測試時，先在盛水容器10裝入的水，并使得水能夠恰好沒過力測試固定板11的上端，以使得應(yīng)力變送器3、測試材料樣片5和光纖光柵傳感器8均處于水中；同時，讓受理框架則位于水面之上。根據(jù)標定測試流程,測試首先在冷水或熱水混合的狀態(tài),模擬四季溫度變化情況下進行，在進行溫度影響下的光纖光柵傳感器8標定時，通過對盛水容器10內(nèi)的水溫進行控制，以獲得不同溫度下光波長值和應(yīng)力值，此時可標定在某個溫度下光波長值與應(yīng)力的關(guān)系。之后，測試在千斤頂2的作用下，模擬不同壓力情況下進行，在進行應(yīng)力影響下的光纖光柵傳感器8標定時，通過千斤頂2對受力框架1及其力測試固定板11施加不同應(yīng)力，以獲得不同應(yīng)力下光波長值和溫度值的關(guān)系。
需要說明的是，盡管以上本發(fā)明所述的實施例是說明性的，但這并非是對本發(fā)明的限制，因此本發(fā)明并不局限于上述具體實施方式中。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下獲得的其它實施方式，均視為在本發(fā)明的保護之內(nèi)。