專利名稱:檢測(cè)旋轉(zhuǎn)物體應(yīng)變的光纖應(yīng)變計(jì)的制作方法
本發(fā)明與光纖應(yīng)變檢測(cè)有關(guān)，更確切地講，本發(fā)明主要是用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)物體的應(yīng)變。
在此之前，測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的應(yīng)變，尤其是檢測(cè)密封在箱殼體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)體，如機(jī)械傳動(dòng)的軸，齒輪一類的旋轉(zhuǎn)體的應(yīng)變，基本上沒有直接測(cè)量手段。美國專利4282756號(hào)介紹了一種利用計(jì)算機(jī)模擬分析的方法，用以估計(jì)難以接近的旋轉(zhuǎn)體的應(yīng)變，這種方法不僅設(shè)備復(fù)雜，而且不能應(yīng)用于密封箱殼體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)體應(yīng)變的檢測(cè)，也無法模擬正常機(jī)械傳動(dòng)中潤滑油的噴淋以及被測(cè)環(huán)境溫度較高等工作狀況，所檢測(cè)的應(yīng)變只是估計(jì)值，而無法直接精確測(cè)量其應(yīng)變。
本發(fā)明找到了一種能直接測(cè)量旋轉(zhuǎn)體應(yīng)變的光纖應(yīng)變計(jì)，它可以適用于裸露在外的旋轉(zhuǎn)體，也適于在密封箱殼體內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)體，以及能在正常機(jī)械傳動(dòng)的工作條件下工作。所測(cè)得應(yīng)變是直接測(cè)量結(jié)果，數(shù)值比較精確。
本發(fā)明是由二部分組成的，一部分隨旋轉(zhuǎn)體一起旋轉(zhuǎn)，它包括光纖應(yīng)變計(jì)的傳感器和補(bǔ)償片，另一部分則為固定的，它包括Y形光纖束，光纖束支架，光源，光電檢測(cè)裝置，本發(fā)明采用一種比較法，由光源發(fā)出的光，經(jīng)一根Y形光纖束照射到光纖應(yīng)變計(jì)的傳感器和補(bǔ)償片在旋轉(zhuǎn)時(shí)所需經(jīng)過的地方，由于傳感器上的光彈體隨旋轉(zhuǎn)體上被測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變而產(chǎn)生應(yīng)變，所以被球面反射膜片反射回光電檢測(cè)裝置的光強(qiáng)也會(huì)隨之產(chǎn)生變化，而與旋轉(zhuǎn)體同時(shí)旋轉(zhuǎn)的補(bǔ)償片上的光彈體不隨被測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變而變化，因而通過它反射回光電檢測(cè)裝置的光強(qiáng)也不發(fā)生變化，利用這二個(gè)反射回來的光強(qiáng)的差值，就可以測(cè)出旋轉(zhuǎn)體上被測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變。由于本發(fā)明采用了球面反射膜片和光纖束，使光纖束可以安裝在離被測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方，適合了測(cè)量旋轉(zhuǎn)體應(yīng)變的需要，同時(shí)這種測(cè)量不僅對(duì)裸露在外的旋轉(zhuǎn)體應(yīng)變檢測(cè)適用，對(duì)密封在箱殼內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)體，在正常工作情況下的實(shí)測(cè)也能適用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以直接檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的應(yīng)變，為機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的軸及齒輪一類旋轉(zhuǎn)體提供直接的測(cè)試手段，它設(shè)備簡單、制造容易、測(cè)量直接而準(zhǔn)確，是一種無損傷探測(cè)器。
圖一是本發(fā)明光纖應(yīng)變計(jì)傳感器部分結(jié)構(gòu)圖，圖中1是光源，2是Y形光纖束，3是偏振膜片，4是光彈體，5是球面反射膜片，6和6′是T形金屬架，7是光電檢測(cè)裝置，8是被測(cè)旋轉(zhuǎn)體，9是管前端開有小孔的保護(hù)套管，10是光纖束支架，固定在箱殼體等基準(zhǔn)物上。
本發(fā)明光纖應(yīng)變計(jì)傳感器部分的原理與我校在申請(qǐng)的Gk85103843號(hào)基本相同，由光源發(fā)出的光，經(jīng)過Y形光纖束2，穿過偏振膜片3和光彈體4，由球面反射膜片5反射后，再次反向穿過光彈體4和偏振膜片3經(jīng)過Y形光纖束2，回到光片檢測(cè)裝置7。因?yàn)楣鈴楏w4隨被測(cè)體的應(yīng)變會(huì)產(chǎn)生雙折射，所以反回光電檢測(cè)裝置7的光強(qiáng)也會(huì)隨被測(cè)體的應(yīng)變發(fā)生變化，測(cè)量此光強(qiáng)的變化則可測(cè)得被測(cè)體的應(yīng)變。
由于本發(fā)明采用了球面反射膜片和光纖束，因而可以把光纖束拉到距離被測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方，能適應(yīng)測(cè)量旋轉(zhuǎn)應(yīng)變的需要。
為了提高測(cè)量應(yīng)變的精度和靈敏度，將光彈體安裝在二塊T形金屬架6和6上，它可將L長度內(nèi)的應(yīng)變集中到l長度的光彈體上，這不僅能提高測(cè)量應(yīng)變的靈敏度L/l倍，而且給安裝應(yīng)變計(jì)的傳感器帶來了方便。
圖二是本發(fā)明的光纖應(yīng)變計(jì)安裝示意圖。圖中3、4、5、6、6′所組成的是光纖應(yīng)變計(jì)傳感器部分，11是補(bǔ)償片，8是被測(cè)旋轉(zhuǎn)體，10是光纖束支架，2是Y形光纖束，7是光電檢測(cè)裝置，由3、4、5、6、6′所組成的光纖應(yīng)變計(jì)傳感器貼附在被測(cè)點(diǎn)上，光纖束支架10固定在箱殼體等基準(zhǔn)物上，補(bǔ)償片11是由偏振膜片3，光彈體4，球面反射膜片5和一塊T形金屬架6組成，在測(cè)量過程中，補(bǔ)償片中的光彈體4不產(chǎn)生應(yīng)變，因此通過補(bǔ)償片11的球形反射膜片反射回的光強(qiáng)也不會(huì)變化，當(dāng)被測(cè)旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，比較傳感器和補(bǔ)償片反射回來光強(qiáng)的差值，就可測(cè)出被測(cè)旋轉(zhuǎn)體的應(yīng)變。
利用本光纖應(yīng)變計(jì)，其測(cè)量范圍是0～3000με。靈敏度為5με
權(quán)利要求
1.一種由傳感器、光源、光電檢測(cè)裝置所構(gòu)成的光纖應(yīng)變計(jì)，其特征在于①光纖應(yīng)變計(jì)傳感器和補(bǔ)償片固定在被測(cè)旋轉(zhuǎn)體上，②Y形光纖束由光纖束支架固定在箱殼上。
2.如權(quán)利要求
1所說的光纖應(yīng)變傳感器分別由T形金屬架6和6所支撐。光纖應(yīng)變傳感器(如圖一)，是由3偏振膜片，4光彈體，5球面反射膜片所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求
1所說的補(bǔ)償片是由偏振膜片3，光彈體4，球面反射膜片5，和一塊T形金屬架6所構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求
1所說的固定在箱殼上的Y形光纖束，其一端通光源，一端通光電檢測(cè)裝置，另一端則對(duì)準(zhǔn)被測(cè)旋轉(zhuǎn)體上安裝的光纖應(yīng)變計(jì)傳感器和補(bǔ)償片。為對(duì)伸入箱殼內(nèi)部的光纖束進(jìn)行保護(hù)，在這段長度內(nèi)裝有保護(hù)套管固定在箱殼上，管的前端有小孔。
專利摘要
本發(fā)明是一種用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體應(yīng)變的光纖應(yīng)變計(jì)。傳感器部分由固定在二塊T形金屬架上的光彈體和偏振膜片所構(gòu)成。它采用一種比較法，利用一根光纖束同時(shí)測(cè)量隨旋轉(zhuǎn)物體一起產(chǎn)生應(yīng)變的傳感器反彈回的光強(qiáng)值，和不隨旋轉(zhuǎn)物體一起產(chǎn)生應(yīng)變的補(bǔ)償片反彈回的光強(qiáng)值的差值來找出旋轉(zhuǎn)物體的應(yīng)變。本發(fā)明不僅能測(cè)裸露旋轉(zhuǎn)體表面的應(yīng)變，而且可以測(cè)量密封在箱殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)物體的應(yīng)變。
文檔編號(hào)G01L1/24GK86104633SQ86104633
公開日1988年1月13日 申請(qǐng)日期1986年7月4日
發(fā)明者姜德生, 羅鳴梧, 程家琪, 李智祥 申請(qǐng)人:武漢工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan