專利名稱:光纖應(yīng)力傳感器的制作方法
本發(fā)明與光纖應(yīng)力測量有關(guān)，更詳細地講，這種傳感器主要是檢測混凝土這一類不透明膠凝材料的內(nèi)應(yīng)力和土應(yīng)力等。
在此之前，測量土應(yīng)力主要是用各種電測壓力盒，這一類傳感器的缺點是體積大、成本高，易受電磁干擾，而混凝土構(gòu)件這一類膠凝材料內(nèi)應(yīng)力的測量，尚未發(fā)現(xiàn)有效手段，目前有一些用于測量壓力的光纖傳感器，如崎田(Shuichi Tai)等人根據(jù)光纖和光彈的綜合技術(shù)在應(yīng)用光學(xué)雜志22卷11冊(APPLIED OPTICS/Vol 22 No.11/1983，1771-1774)上提出了一種壓力測量方案，并成功的用于加速度測量，但因為傳感頭部分完全采用了光彈原理，仍存在元件多，體積大，成本高等問題，而且必須配用單色光源(如激光)，所以不適合混凝土這一類一次性使用的內(nèi)應(yīng)力測量。
本發(fā)明的主要目的就是為了解決上述問題，為混凝土這一類一次性使用的內(nèi)應(yīng)力測量提供一種體積小，不怕潮濕、抗干擾能力強、價格便宜、沒有位移元件的光纖應(yīng)力傳感器。
附圖1是光纖應(yīng)力傳感器示意圖。圖中1是白熾燈、2是光電檢測裝置、3和5是偏振膜、4是光彈元件、6是多模光纖、7是預(yù)偏壓調(diào)節(jié)螺絲、8是光電轉(zhuǎn)換器。光源1發(fā)出的光通過光纖6送到傳感頭(虛線部分)經(jīng)過偏振膜片變成平面偏振光，穿過光彈元件4，經(jīng)過偏振片5檢偏后由光纖6傳到光電檢測裝置2。當(dāng)光彈元件所受應(yīng)力發(fā)生變化時，因雙折射能得到一正弦變化的輸出光，當(dāng)光入射是白光時，透射光呈對比度更強的彩色變化，通過檢測器檢測到光強的變化，即能測出相應(yīng)的應(yīng)力大小。
本發(fā)明推薦如下實施方案
光彈元件采用環(huán)氧樹脂等光彈性能好，承受壓力大的高分子材料制成厚度合適的薄片，并在二側(cè)分別貼上正交的偏振膜片，且使光彈元件的光軸分別和二偏振膜片的透光軸成45角，然后將此傳感頭裝在V槽裝配架上。圖2是V槽裝配架的裝配示意圖，圖中9是帶V槽的裝配架6是光纖、3和5是偏振膜片、4是光彈元件、7是預(yù)偏壓調(diào)節(jié)螺絲。利用V槽作為光纖的耦合架，安裝完畢后用螺絲7給光彈元件4預(yù)加一定的壓力，使傳感器工作在圖3的示的線性工作區(qū)，圖3中橫坐標(biāo)軸表示傳感器所受應(yīng)力，縱坐標(biāo)軸表示通過傳感頭的透光率。光源1采用自熾燈。為了減少光漂移引起的誤差，將光源1發(fā)出的光的一部分通過另一光纖直接輸入到光電轉(zhuǎn)換器8，并將此光電轉(zhuǎn)換器的輸出信號經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚碜鳛楣怆姍z測裝置的反饋信號。
本發(fā)明可在0-500kg/cm2的范圍內(nèi)測量，靈敏度為10g/cm2
本發(fā)明的特點是傳感頭元件少，體積小、靈敏度高、抗干擾能力強、抗潮濕、價格便宜，沒有位移元件，特別適合于測量混凝土這一類一次性使用的內(nèi)應(yīng)力測量，同時也可用于檢測土應(yīng)力和在各種惡劣環(huán)境下測量應(yīng)力。
權(quán)利要求
一種用于檢測內(nèi)應(yīng)力的光纖應(yīng)力傳感器，已有技術(shù)傳感頭包括二個透鏡、一個 1/4 波片、二片偏振片和一個光彈元件所構(gòu)成。
1、本發(fā)明的特征在于傳感頭僅由二片偏振片和一個光彈元件構(gòu)成。
2、按照權(quán)利1所述的光纖應(yīng)力傳感器，其特征在于給光彈元件預(yù)加壓力。
3、按照權(quán)利1和2所述的光纖應(yīng)力傳感器，其特征在于采用高分子材料作為光彈元件。
4、按照權(quán)利1至3所述的光纖應(yīng)力傳感器，其特征在于采用白熾燈光源。
5、權(quán)利1至4所述的光纖應(yīng)力傳感器，其特征在于具有光信號反饋。
6、按照權(quán)利3所述的光彈元件，其特征在于裝配在帶有V槽和偏壓調(diào)節(jié)螺絲的裝備架上。
專利摘要
光纖應(yīng)力傳感器是一種用于測量混凝土這類膠凝材料內(nèi)應(yīng)力的光纖應(yīng)力檢測裝置。本發(fā)明采用二側(cè)分別貼有偏振膜片的光彈元件作為傳感頭。傳感頭部分元件少、體積小、價格便宜、抗干擾能力強，特別適合于一次性內(nèi)應(yīng)力測量，也可用于檢測土應(yīng)力等。
文檔編號G01L1/24GK85103840SQ85103840
公開日1986年11月5日 申請日期1985年5月9日
發(fā)明者姜德生, 程家琪, 李智祥, 吳自遐 申請人:武漢建筑材料工業(yè)學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan