管狀應(yīng)力傳感器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及管狀應(yīng)力傳感器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖光柵應(yīng)力傳感器可以應(yīng)用在邊坡、巖土深基坑等地表工程及隧道、采場等地下硐室施工，利用光纖光柵應(yīng)力傳感器進行應(yīng)力檢測是一種在線監(jiān)測方式。
[0003]現(xiàn)有的光纖光柵傳感器在檢測這些邊坡、巖土深基坑時需要在墻壁上先開孔然后將光纖光柵等布置在孔內(nèi)，將光纖引出，但是這樣需要首先在待檢測物體上開孔且由于不同的環(huán)境因素光纖光柵布置起來有時會很繁瑣，光纖光柵在其中也會受到惡劣的環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致檢測的數(shù)據(jù)不準確。
[0004]因此，需要提供一種管狀應(yīng)力傳感器及其制造方法，以解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種管狀應(yīng)力傳感器及其制造方法，能夠提高傳感器的工作穩(wěn)定性以及傳感器布置的方便性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種管狀應(yīng)力傳感器，管狀應(yīng)力傳感器包括管體、位于管體的第一端的錐狀的釘頭、位于管體中的多個光柵和將光柵串聯(lián)的光纖、位于管體的第二端的管壁上的開口，光纖將光柵串聯(lián)后兩端均由開口引出，釘頭用于在管狀應(yīng)力傳感器測量應(yīng)力時在第二端受力的情況下進入未開孔的待測量的物體中。
[0007]其中，多個光柵間隔排列于管體中，且相鄰兩光柵之間的間距在25_35mm之間。
[0008]其中，鄰近第二端的管壁上設(shè)置有兩個通孔，管體內(nèi)部由已凝固的膠水填充以將光纖和多個光柵固定封裝于管體內(nèi)，兩個通孔用于灌注膠水。
[0009]其中，膠水為環(huán)氧膠水。
[0010]其中，管體的長度為2000-3000mm。
[0011]其中，多個光柵的數(shù)量為320個。
[0012]其中，管體的材料為鋼材。
[0013]其中，光纖上涂覆有聚酰亞胺。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種管狀應(yīng)力傳感器的制造方法，其特征在于，制造方法包括:提供管體和位于管體的第一端錐狀的釘頭，管體的第二端的管壁上開有開口 ；將光纖和由光纖串聯(lián)的多個光柵布置在管體內(nèi)，并將光纖兩端均從開口引出。
[0015]其中，制造方法進一步包括:通過設(shè)置在管體管壁上且鄰近第二端的兩個通孔將膠水填充在管體內(nèi)；使膠水凝固，以將光纖和多個光柵固定封裝于管體內(nèi)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明管狀應(yīng)力傳感器包括管體、位于管體的第一端的錐狀的釘頭、位于管體中的多個光柵和將光柵串聯(lián)的光纖、位于管體的第二端的管壁上的開口，光纖將光柵串聯(lián)后兩端均由開口引出，釘頭用于在管狀應(yīng)力傳感器測量應(yīng)力時在第二端受力的情況下進入未開孔的待測量的物體中，開口使得在第二端受力錘入待測量的物體中時，不會砸到光纖，使光纖不易受損，管體保證了傳感器工作的穩(wěn)定性，由于釘頭的設(shè)置傳感器可以直接用大錘砸入待測量的物體中，不需要預(yù)先開孔，能夠提高傳感器的工作穩(wěn)定性以及傳感器布置的方便性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明管狀應(yīng)力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明管狀應(yīng)力傳感器的制造方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0020]請參閱圖1，圖1是本發(fā)明管狀應(yīng)力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，管狀應(yīng)力傳感器包括管體11、位于管體11的第一端的錐狀的釘頭12、位于管體11中的多個光柵13和將光柵13串聯(lián)的光纖14、位于管體11的第二端的管壁上的開口 15，光纖14將光柵13串聯(lián)后兩端均由開口 15引出，釘頭12用于在管狀應(yīng)力傳感器測量應(yīng)力時在第二端受力的情況下進入未開孔的待測量的物體中。
[0021]例如利用大錘是管狀應(yīng)力傳感器錘擊第二端由于釘頭12的設(shè)置使得傳感器可以錘入未開孔的待測量的物體中，待測量的物體可以是邊坡、巖土深基坑等地表工程及隧道、采場等等。由于光纖14的兩端由開口 15引出，因此在錘擊第二端時不會損壞光纖14。在使用時先將管狀應(yīng)力傳感器錘入待測量的物體然后將光纖14的兩端中的其中一端與光纖光柵解調(diào)儀器接在一起。由于光纖14的兩端均由第二端的開口 15引出，因此，當(dāng)光纖14的一端壞了，另一端仍然可以使用。
[0022]在其他實施例中，第二端可以設(shè)置一個釘帽(圖未示)，用于接收大錘的沖擊力，釘帽為實心，且外徑大于管體外徑。
[0023]優(yōu)選地，錐狀的釘頭12為實心，且材料為鋼材。在其他實施例中，釘頭12也可以為部分空心，材料也可以為其他。
[0024]優(yōu)選地，多個光柵13間隔排列于管體11中，且相鄰兩光柵13之間的間距可以在25-35mm之間。更為優(yōu)選地，相鄰兩光柵13之間的間距可以為30mm。
[0025]優(yōu)選地，管體11為圓柱狀。多個光柵13位于管體11中，且位于管體11內(nèi)的中心位置。
[0026]優(yōu)選地，鄰近第二端的管壁上設(shè)置有兩個通孔16，管體11內(nèi)部由已凝固的膠水填充以將光纖14和多個光柵13固定封裝于管體11內(nèi)，兩個通孔16用于灌注膠水。優(yōu)選地，膠水為環(huán)氧膠水。更為優(yōu)選地，膠水為航空膠水，具體為SY-40膠水。當(dāng)然在其他實施例中可以選用其他的膠水。凝固后的膠水將光纖14、光柵13、管體11固定成一體，較好的提升了管狀應(yīng)力傳感器的抗拉性能。同時由于灌注膠水，使得光柵13之間間距可以設(shè)置的較小，提高了傳感器的檢測分辨率而不影響傳感器的穩(wěn)定性。
[0027]優(yōu)選地，管體11的長度為2000-3000mm。更為優(yōu)選地，管體11的長度為2500mm。優(yōu)選地，多個光柵13的數(shù)量為320個。在其他實施例中，管體11也可以選用其他的長度，光柵13的數(shù)量也可以為其他。
[0028]優(yōu)選地，管體11的材料為鋼材。更為優(yōu)選地，管體11的材料為40#低碳鋼。在其他實施例中，管體11也可以選用其他材料。
[0029]優(yōu)選地，光纖14上涂覆有聚酰亞胺，使得光纖14可以在溫度范圍為-200?400°C的環(huán)境下正常工作。
[0030]請參閱圖2，圖2是本發(fā)明管狀應(yīng)力傳感器的制造方法的流程圖。在本實施例中，管狀應(yīng)力傳感器的制造方法包括以下步驟:
[0031]步驟S11:提供管體和位于管體的第一端錐狀的釘頭，管體的第二端的管壁上開有開口。
[0032]在步驟S11中，例如，提供管體11和位于管體11的第一端錐狀的釘頭12，管體11的第二端的管壁上開有開口 13。
[0033]步驟S12:將光纖和由光纖串聯(lián)的多個光柵布置在管體內(nèi)，并將光纖兩端均從開口引出。
[0034]在步驟S12中，例如，將光纖14和由光纖14串聯(lián)的多個光柵13布置在管體11內(nèi)，并將光纖14兩端均從開口 15引出。
[0035]優(yōu)選地，在步驟S12之后還可以包括:通過設(shè)置在管體11管壁上且鄰近第二端的兩個通孔16將膠水填充在管體11內(nèi)；使膠水凝固，以將光纖14和多個光柵13固定封裝于管體11內(nèi)。
[0036]優(yōu)選地，在將光纖和由光纖串聯(lián)的多個光柵布置在管體內(nèi)之前還可以包括:在光纖上涂覆聚酰亞胺。
[0037]在其他實施例中，在“通過設(shè)置在管體11管壁上且鄰近第二端的兩個通孔16將膠水填充在管體11內(nèi)；使膠水凝固，以將光纖14和多個光柵13固定封裝于管體11內(nèi)”之后還可以包括在第二端固定一個釘帽，用于接收大錘的沖擊力，釘帽為實心，且外徑大于管體外徑。
[0038]優(yōu)選地，該方法中的管狀應(yīng)力傳感器可以為前文所述各個實施例中所述的管狀應(yīng)力傳感器，此處不再贅述。
[0039]本發(fā)明管狀應(yīng)力傳感器包括管體、位于管體的第一端的錐狀的釘頭、位于管體中的多個光柵和將光柵串聯(lián)的光纖、位于管體的第二端的管壁上的開口，光纖將光柵串聯(lián)后兩端均由開口引出，釘頭用于在管狀應(yīng)力傳感器測量應(yīng)力時在第二端受力的情況下進入未開孔的待測量的物體中，開口使得在第二端受力錘入待測量的物體中時，不會砸到光纖，使光纖不易受損，管體保證了傳感器工作的穩(wěn)定性，由于釘頭的設(shè)置傳感器可以直接用大錘砸入待測量的物體中，不需要預(yù)先開孔，能夠提高傳感器的工作穩(wěn)定性以及傳感器布置的方便性。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種管狀應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述管狀應(yīng)力傳感器包括管體、位于管體的第一端的錐狀的釘頭、位于所述管體中的多個光柵和將所述光柵串聯(lián)的光纖、位于所述管體的第二端的管壁上的開口，所述光纖將所述光柵串聯(lián)后兩端均由所述開口引出，所述釘頭用于在所述管狀應(yīng)力傳感器測量應(yīng)力時在所述第二端受力的情況下進入未開孔的待測量的物體中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述多個光柵間隔排列于所述管體中，且相鄰兩所述光柵之間的間距在25-35mm之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀應(yīng)力傳感器，其特征在于，鄰近所述第二端的管壁上設(shè)置有兩個通孔，所述管體內(nèi)部由已凝固的膠水填充以將所述光纖和所述多個光柵固定封裝于所述管體內(nèi)，所述兩個通孔用于灌注所述膠水。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述膠水為環(huán)氧膠水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述管體的長度為2000-3000mmo6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管狀應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述多個光柵的數(shù)量為320個。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述管體的材料為鋼材。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述光纖上涂覆有聚酰亞胺。9.一種管狀應(yīng)力傳感器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括: 提供管體和位于所述管體的第一端錐狀的釘頭，所述管體的第二端的管壁上開有開P ； 將光纖和由所述光纖串聯(lián)的多個光柵布置在管體內(nèi)，并將所述光纖兩端均從所述開口引出。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法進一步包括: 通過設(shè)置在所述管體管壁上且鄰近所述第二端的兩個通孔將膠水填充在所述管體內(nèi)； 使所述膠水凝固，以將所述光纖和所述多個光柵固定封裝于所述管體內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管狀應(yīng)力傳感器及其制造方法，管狀應(yīng)力傳感器包括管體、位于管體的第一端的錐狀的釘頭、位于管體中的多個光柵和將光柵串聯(lián)的光纖、位于管體的第二端的管壁上的開口，光纖將光柵串聯(lián)后兩端均由開口引出，釘頭用于在管狀應(yīng)力傳感器測量應(yīng)力時在第二端受力的情況下進入未開孔的待測量的物體中，通過上述方式，本發(fā)明能夠提高傳感器的工作穩(wěn)定性以及傳感器布置的方便性。
【IPC分類】G01L1/24
【公開號】CN105352637
【申請?zhí)枴緾N201510891961
【發(fā)明人】郭科峰, 袁宏韜, 張軍, 楊永宏
【申請人】北京希卓信息技術(shù)有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月7日