CN108507714A - 受力构件、光纤光栅传感器以及智能拉索及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种受力构件、光纤光栅传感器以及智能拉索及制作方法，包括用于与被测构件产生一致形变的测量段，所述测量段上开设有用于容纳光纤光栅的沟槽，所述沟槽沿被测构件受力方向延伸，在所述测量段的两端还设有用于固定光纤光栅的固定部。本发明通过在受力构件的测量段上开设沟槽，且沟槽沿被测构件受力方向延伸，当光纤光栅放置于该沟槽内时，该沟槽可以对光纤光栅进行定位，同时沟槽增大了光纤光栅与测量段的接触面积，并配合测量段两端的固定部对光纤光栅两端尾纤进行固定，使其形成一个整体结构，该受力构件方便对光纤光栅进行安装连接，且能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种受力构件、光纤光栅传感器以及智能拉索及制作方法。
背景技术
平行钢丝和钢绞线拉索广泛应用于桥梁工程中，如斜拉桥的拉索、拱桥和悬索桥的吊索，拱桥的系杆等。由于拉索的静态索力是拉索施工与运营检测的重要参数，拉索的静态应力、动态应力及振动情况是检测拉索工作状态的重要指标，因而需要对拉索的上述参数进行准确测量。
光纤光栅是一种性能优异的传感器件，能实现绝对的、动态的应变和温度测量，可以用于对拉索相关参数的测量。但是裸光纤光栅自身比较脆弱、且连接麻烦，若采用普通的粘结安装，对光纤光栅没有形成可靠的保护，同时粘结剂存在蠕变影响测量精度，此外对于大变形的拉索来说，其测量量程不够。
发明内容
本发明目的在于：针对在采用光纤光栅对拉索参数进行测量时，由于裸光纤光栅自身比较脆弱、连接麻烦，普通的粘结安装，对光纤光栅没有形成可靠保护的问题，提供一种受力构件，该受力构件方便对光纤光栅进行安装连接，且能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种受力构件，包括用于与被测构件产生一致形变的测量段，所述测量段上开设有用于容纳光纤光栅的沟槽，所述沟槽沿被测构件受力方向延伸，在所述测量段的两端还设有用于固定光纤光栅的固定部。
本发明通过在受力构件的测量段上开设沟槽，且沟槽沿被测构件受力方向延伸，当光纤光栅放置于该沟槽内时，该沟槽可以对光纤光栅进行定位，同时沟槽增大了光纤光栅与测量段的接触面积，并配合测量段两端的固定部对光纤光栅两端尾纤进行固定，使其形成一个整体结构，该受力构件方便对光纤光栅进行安装连接，且能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏。
作为本发明的优选方案，所述测量段包括第一测量段和第二测量段，在垂直于被测构件受力方向的截面上，所述第一测量段的截面积小于所述第二测量段的截面积。
通过使测量段包括第一测量段和第二测量段，且在垂直于被测构件受力方向的截面上，第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，当被测构件发生形变时，第一测量段和第二测量段的应变是不一样的，截面积大的应变敏感性差，截面积小的应变敏感性好；另一方面截面积大的刚度和极限强度大，截面积小的刚度和极限强度小，当光纤光栅布置在不同截面积的测量段上时，即可实现对传感器的灵敏度或测量量程进行调整，有利于扩大传感器的适用范围。
需要说明的是，对于两端固定安装的应变传感器，根据受力构件的应变计算公式：其中N为轴向力，E为弹性模量，A为各测量段在垂直于被测构件受力方向上所对应的截面积，由于两端安装轴向力N大小一样，材质弹性模量E一样，且在安装段内的总变形一样，但在不同截面积的测量段上，变形分配的比例不一样，所以截面积的大小决定着各测量段的应变，因而调整各测量段截面积的大小比例，可调整传感器的灵敏度或测量量程。该方案既能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏，又能对光纤光栅灵敏度或量程进行调整，摒弃了以往通过调整光纤光栅及其封装工艺来改变传感器的灵敏度或测量量程的做法，且该方案实施简单，实施成本低。
作为本发明的优选方案，所述测量段上有一个第一测量段，且第一测量段位于两个第二测量段之间。通过在测量段上设置一个第一测量段，且第一测量段位于两个第二测量段之间，由于第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，即该受力构件呈两端大中间小的结构，当将受力构件两端固定，光纤光栅布置在第一测量段上时，由于结构对称性，使得传感器制造及安装方便，第一测量段受力形变更加均匀，即可更好的增加传感器的检测灵敏度。
作为本发明的优选方案，所述测量段上有一个第二测量段，且第二测量段位于两个第一测量段之间。通过在测量段上设置一个第二测量段，且第二测量段位于两个第一测量段之间，由于第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，即该受力构件呈两端小中间大的结构，当将受力构件两端固定，光纤光栅布置在第二测量段上时，由于结构对称性，使得传感器制造及安装方便，第二测量段受力形变更加均匀，即可更好的增加传感器的测量量程。
作为本发明的优选方案，所述第一测量段和第二测量段为轴心受力构件。当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀分布，可以使得各测量段受力时形变均匀。
作为本发明的优选方案，所述第一测量段和第二测量段的中心线位于同一直线上，可以使各测量段受力时形变更加均匀。
作为本发明的优选方案，所述测量段为长条形板状结构。采用板状结构时，截面形状规则，且截面上的应力分布均匀，同时通过减小板厚尺寸，减少了受力构件与被测构件连接后所占用的空间，且方便制造。
作为本发明的优选方案，所述沟槽相对于测量段受力方向倾斜设置，可以扩大光纤光栅的测量量程。
作为本发明的优选方案，所述固定部包括与测量段两端相连的支板，所述支板设置在沟槽出口处，所述支板的两侧还设有能向支板翻折的凸耳。通过设置支板以及在支板的两侧设置能向支板翻折的凸耳，通过翻折该凸耳便于对光纤光栅两端的尾纤进行压接固定，从而使光纤光栅和受力构件连为整体，便于后续使用时将受力构件与被测构件连接，防止安装过程中折断光纤光栅。
本发明还提供一种光纤光栅传感器，包括以上所述的受力构件，在测量段上的沟槽内设有光纤光栅，且光纤光栅两端与固定部连接。通过将光纤光栅布置在受力构件的测量段上的沟槽内，并采用固定部将光纤光栅两端固定，从而使光纤光栅和受力构件连为整体形成光纤光栅传感器，便于后续使用时将传感器与被测构件连接，防止安装过程中折断光纤光栅。
作为本发明的优选方案，所述光纤光栅位于测量段中间位置。通过将光纤光栅布置在测量段中间位置，既可使光纤光栅受力后变形更加均匀，又能节约该传感器的制造成本。
作为本发明的优选方案，所述光纤光栅两端尾纤设有铠装或皮缆护套，既可对光纤光栅两端尾纤进行保护，避免测量段两端的固定部对尾纤进行固定时造成损坏，又便于实现快速冷接。
本发明还提供一种智能拉索，包括以上所述的受力构件或光纤光栅传感器，所述受力构件两端与拉索钢丝固定连接。通过在拉索上设置受力构件，受力构件上设置敏感元件，或在拉索上设置光纤光栅传感器，将受力构件两端与拉索钢丝固定连接后，即可形成智能拉索，实现对拉索数据的监测，该智能拉索使用时安装方便快速，简化现场施工工艺。
作为本发明的优选方案，所述受力构件上的沟槽朝向拉索钢丝设置。将受力构件上的沟槽朝向拉索钢丝，即在受力构件与拉索钢丝连接后，光纤光栅位于拉索钢丝与受力构件之间，从而对光纤光栅形成保护效果。
本发明还提供一种智能拉索的制作方法，包括以下步骤：
a、制作光纤光栅；
b、制作受力构件；
c、将步骤a中的光纤光栅置于步骤b中受力构件上的沟槽内，并将光纤光栅两端的尾纤通过受力构件上的固定部进行固定；
d、将步骤c中的受力构件与拉索钢丝相连。
通过制作光纤光栅、受力构件，并将光纤光栅置于受力构件上的沟槽内，同时将受力构件与拉索钢丝相连，即可形成智能拉索，该智能拉索制作工艺步骤简单，容易实施。
作为本发明的优选方案，对制作完成的拉索进行标定。通过对制作完成的智能拉索进行标定，建立传感器输出与输入之间的关系并确定不同使用条件下的误差情况，使得智能拉索使用方便、测量准确。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在受力构件的测量段上开设沟槽，且沟槽沿被测构件受力方向延伸，当光纤光栅放置于该沟槽内时，该沟槽可以对光纤光栅进行定位，同时沟槽增大了光纤光栅与测量段的接触面积，并配合测量段两端的固定部对光纤光栅两端尾纤进行固定，使其形成一个整体结构，该受力构件方便对光纤光栅进行安装连接，且能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏；
2、通过使测量段包括第一测量段和第二测量段，且在垂直于被测构件受力方向的截面上，第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，当被测构件发生形变时，第一测量段和第二测量段的应变是不一样的，截面积大的应变敏感性差，截面积小的应变敏感性好；另一方面截面积大的刚度和极限强度大，截面积小的刚度和极限强度小，当光纤光栅布置在不同截面积的测量段上时，即可实现对传感器的灵敏度或测量量程进行调整，有利于扩大传感器的适用范围；
3、通过将光纤光栅布置在受力构件的测量段上的沟槽内，并采用固定部将光纤光栅两端固定，从而使光纤光栅和受力构件连为整体形成光纤光栅传感器，便于后续使用时将传感器与被测构件连接，防止安装过程中折断光纤光栅；
4、通过在拉索上设置受力构件，受力构件上设置敏感元件，或在拉索上设置光纤光栅传感器，将受力构件两端与拉索钢丝固定连接后，即可形成智能拉索，实现对拉索数据的监测，该智能拉索使用时安装方便快速，简化现场施工工艺。
附图说明
图1为本发明中的第一种受力构件示意图。
图2为本发明中的第二种受力构件示意图。
图3为本发明中的第三种受力构件示意图。
图4为本发明中的第四种受力构件示意图。
图5为本发明中的第一种光纤光栅传感器示意图。
图6为本发明中的第二种光纤光栅传感器示意图。
图7为本发明中的第三种光纤光栅传感器示意图。
图8为本发明中的第四种光纤光栅传感器示意图。
图9为本发明中的第一种智能拉索示意图。
图10为本发明中的第二种智能拉索示意图。
图中标记：1-测量段，11-第一测量段，12-第二测量段，13-沟槽，2-支板，21-凸耳，3-光纤光栅，4-尾纤，5-螺母，6-延长筒，7-钢丝束，8-环氧铁砂。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种受力构件；
如图1所示，本实施例中的受力构件，包括用于与被测构件产生一致形变的测量段1，所述测量段1上开设有用于容纳光纤光栅的沟槽13，所述沟槽13沿被测构件受力方向延伸，在所述测量段1的两端还分别设有用于固定光纤光栅的固定部。
本发明通过在受力构件的测量段上开设沟槽，且沟槽沿被测构件受力方向延伸，当光纤光栅放置于该沟槽内时，该沟槽可以对光纤光栅进行定位，同时沟槽增大了光纤光栅与测量段的接触面积，并配合测量段两端的固定部对光纤光栅两端尾纤进行固定，使其形成一个整体结构，该受力构件方便对光纤光栅进行安装连接，且能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏。
本实施例中，所述测量段为轴心受力构件。当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀分布，可以使得各测量段受力时形变均匀。
本实施例中，所述测量段为长条形板状结构。采用板状结构时，截面形状规则，且截面上的应力分布均匀，同时通过减小板厚尺寸，减少了受力构件与被测构件连接后所占用的空间，且方便制造。
如图2所示，所述沟槽也可以相对于测量段受力方向倾斜设置，可以扩大光纤光栅的测量量程。
本实施例中，所述固定部包括与测量段1两端相连的支板2，所述支板2设置在沟槽13出口处，所述支板2的两侧还设有能向支板2翻折的凸耳21。通过设置支板以及在支板的两侧设置能向支板翻折的凸耳，通过翻折该凸耳便于对光纤光栅两端的尾纤进行压接固定，从而使光纤光栅和受力构件连为整体，便于后续使用时将受力构件与被测构件连接，防止安装过程中折断光纤光栅。
实施例2
本实施例提供一种受力构件；
如图3所示，本实施例中的受力构件，包括用于与被测构件产生一致形变的测量段1，所述测量段1上开设有用于容纳光纤光栅的沟槽13，所述沟槽沿被测构件受力方向延伸，在所述测量段的两端还分别设有用于固定光纤光栅的固定部。
本发明通过在受力构件的测量段上开设沟槽，且沟槽沿被测构件受力方向延伸，当光纤光栅放置于该沟槽内时，该沟槽可以对光纤光栅进行定位，同时沟槽增大了光纤光栅与测量段的接触面积，并配合测量段两端的固定部对光纤光栅两端尾纤进行固定，使其形成一个整体结构，该受力构件方便对光纤光栅进行安装连接，且能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏。
本实施例中，所述测量段1包括第一测量段11和第二测量段12，在垂直于被测构件受力方向的截面上，所述第一测量段11的截面积小于所述第二测量段12的截面积。
通过使测量段包括第一测量段和第二测量段，且在垂直于被测构件受力方向的截面上，第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，当被测构件发生形变时，第一测量段和第二测量段的应变是不一样的，截面积大的应变敏感性差，截面积小的应变敏感性好；另一方面截面积大的刚度和极限强度大，截面积小的刚度和极限强度小，当光纤光栅布置在不同截面积的测量段上时，即可实现对传感器的灵敏度或测量量程进行调整，有利于扩大传感器的适用范围。
需要说明的是，对于两端固定安装的应变传感器，根据受力构件的应变计算公式：其中N为轴向力，E为弹性模量，A为各测量段在垂直于被测构件受力方向上所对应的截面积，由于两端安装轴向力N大小一样，材质弹性模量E一样，且在安装段内的总变形一样，但在不同截面积的测量段上，变形分配的比例不一样，所以截面积的大小决定着各测量段的应变，因而调整各测量段截面积的大小比例，可调整传感器的灵敏度或测量量程。该方案既能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏，又能对光纤光栅灵敏度或量程进行调整，摒弃了以往通过调整光纤光栅及其封装工艺来改变传感器的灵敏度或测量量程的做法，且该方案实施简单，实施成本低。
本实施例中，所述测量段1上有一个第一测量段11，且第一测量段11位于两个第二测量段12之间。通过在测量段上设置一个第一测量段，且第一测量段位于两个第二测量段之间，由于第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，即该受力构件呈两端大中间小的结构，当将受力构件两端固定，光纤光栅布置在第一测量段上时，由于结构对称性，使得传感器制造及安装方便，第一测量段受力形变更加均匀，即可更好的增加传感器的检测灵敏度。
本实施例中，所述第一测量段和第二测量段为轴心受力构件。当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀分布，可以使得各测量段受力时形变均匀。
本实施例中，所述第一测量段和第二测量段的中心线位于同一直线上，可以使各测量段受力时形变更加均匀。
本实施例中，所述测量段为长条形板状结构。采用板状结构时，截面形状规则，且截面上的应力分布均匀，同时通过减小板厚尺寸，减少了受力构件与被测构件连接后所占用的空间，且方便制造。
本实施例中，所述沟槽相对于测量段受力方向倾斜设置，可以扩大光纤光栅的测量量程。
本实施例中，所述固定部包括与测量段两端相连的支板2，所述支板设置在沟槽出口处，所述支板2的两侧还设有能向支板翻折的凸耳21。通过设置支板以及在支板的两侧设置能向支板翻折的凸耳，通过翻折该凸耳便于对光纤光栅两端的尾纤进行压接固定，从而使光纤光栅和受力构件连为整体，便于后续使用时将受力构件与被测构件连接，防止安装过程中折断光纤光栅。
实施例3
本实施例提供一种受力构件；
如图4所示，本实施例中的受力构件，包括用于与被测构件产生一致形变的测量段1，所述测量段1上开设有用于容纳光纤光栅的沟槽13，所述沟槽沿被测构件受力方向延伸，在所述测量段的两端还分别设有用于固定光纤光栅的固定部。
本发明通过在受力构件的测量段上开设沟槽，且沟槽沿被测构件受力方向延伸，当光纤光栅放置于该沟槽内时，该沟槽可以对光纤光栅进行定位，同时沟槽增大了光纤光栅与测量段的接触面积，并配合测量段两端的固定部对光纤光栅两端尾纤进行固定，使其形成一个整体结构，该受力构件方便对光纤光栅进行安装连接，且能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏。
本实施例中，所述测量段1包括第一测量段11和第二测量段12，在垂直于被测构件受力方向的截面上，所述第一测量段11的截面积小于所述第二测量段12的截面积。
通过使测量段包括第一测量段和第二测量段，且在垂直于被测构件受力方向的截面上，第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，当被测构件发生形变时，第一测量段和第二测量段的应变是不一样的，截面积大的应变敏感性差，截面积小的应变敏感性好；另一方面截面积大的刚度和极限强度大，截面积小的刚度和极限强度小，当光纤光栅布置在不同截面积的测量段上时，即可实现对传感器的灵敏度或测量量程进行调整，有利于扩大传感器的适用范围。
需要说明的是，对于两端固定安装的应变传感器，根据受力构件的应变计算公式：其中N为轴向力，E为弹性模量，A为各测量段在垂直于被测构件受力方向上所对应的截面积，由于两端安装轴向力N大小一样，材质弹性模量E一样，且在安装段内的总变形一样，但在不同截面积的测量段上，变形分配的比例不一样，所以截面积的大小决定着各测量段的应变，因而调整各测量段截面积的大小比例，可调整传感器的灵敏度或测量量程。该方案既能够对光纤光栅形成较好的保护，避免光纤光栅损坏，又能对光纤光栅灵敏度或量程进行调整，摒弃了以往通过调整光纤光栅及其封装工艺来改变传感器的灵敏度或测量量程的做法，且该方案实施简单，实施成本低。
本实施例中，所述测量段1上有一个第二测量段12，且第二测量段12位于两个第一测量段11之间。通过在测量段上设置一个第二测量段，且第二测量段位于两个第一测量段之间，由于第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，即该受力构件呈两端小中间大的结构，当将受力构件两端固定，光纤光栅布置在第二测量段上时，由于结构对称性，使得传感器制造及安装方便，第二测量段受力形变更加均匀，即可更好的增加传感器的测量量程。
本实施例中，所述第一测量段和第二测量段为轴心受力构件。当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀分布，可以使得各测量段受力时形变均匀。
本实施例中，所述第一测量段和第二测量段的中心线位于同一直线上，可以使各测量段受力时形变更加均匀。
本实施例中，所述测量段为长条形板状结构。采用板状结构时，截面形状规则，且截面上的应力分布均匀，同时通过减小板厚尺寸，减少了受力构件与被测构件连接后所占用的空间，且方便制造。
本实施例中，所述沟槽相对于测量段受力方向倾斜设置，可以扩大光纤光栅的测量量程。
本实施例中，所述固定部包括与测量段1两端相连的支板2，所述支板设置在沟槽出口处，所述支板2的两侧还设有能向支板翻折的凸耳21。通过设置支板以及在支板的两侧设置能向支板翻折的凸耳，通过翻折该凸耳便于对光纤光栅两端的尾纤进行压接固定，从而使光纤光栅和受力构件连为整体，便于后续使用时将受力构件与被测构件连接，防止安装过程中折断光纤光栅。
实施例4
本实施例提供一种光纤光栅传感器；
如图5和图6所示，本实施例中的光纤光栅传感器，包括以上所述的受力构件，在测量段1上的沟槽13内设有光纤光栅3，且光纤光栅两端与固定部连接。通过将光纤光栅布置在受力构件的测量段上的沟槽内，并采用固定部将光纤光栅两端固定，从而使光纤光栅和受力构件连为整体形成光纤光栅传感器，便于后续使用时将传感器与被测构件连接，防止安装过程中折断光纤光栅。
本实施例中，所述光纤光栅3位于测量段1中间位置。通过将光纤光栅布置在测量段中间位置，既可使光纤光栅受力后变形更加均匀，又能节约该传感器的制造成本。
如图7所示，所述测量段1上有一个第一测量段11，且第一测量段11位于两个第二测量段12之间。通过在测量段上设置一个第一测量段，且第一测量段位于两个第二测量段之间，由于第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，即该受力构件呈两端大中间小的结构，当将受力构件两端固定，光纤光栅布置在第一测量段上时，由于结构对称性，使得传感器制造及安装方便，第一测量段受力形变更加均匀，同时可以增加传感器的测量灵敏度。
如图8所示，所述测量段1上有一个第二测量段12，且第二测量段12位于两个第一测量段11之间。通过在测量段上设置一个第二测量段，且第二测量段位于两个第一测量段之间，由于第一测量段的截面积小于第二测量段的截面积，即该受力构件呈两端小中间大的结构，当将受力构件两端固定，光纤光栅布置在第二测量段上时，由于结构对称性，使得传感器制造及安装方便，第二测量段受力形变更加均匀，同时可以增加传感器的测量量程。
本实施例中，所述光纤光栅3两端的尾纤4设有铠装或皮缆护套，既可对光纤光栅两端尾纤进行保护，避免测量段两端的固定部对尾纤进行固定时造成损坏，又便于实现快速冷接。
实施例5
本实施例提供一种智能拉索；
如图9所示，本实施例中的智能拉索，包括以上所述的受力构件或光纤光栅传感器，所述受力构件两端与拉索钢丝固定连接。通过在拉索上设置受力构件，受力构件上设置敏感元件，或在拉索上设置光纤光栅传感器，将受力构件两端与拉索钢丝固定连接后，即可形成智能拉索，实现对拉索数据的监测，该智能拉索使用时安装方便快速，简化现场施工工艺；同时由于受力构件具有不同截面积组合结构，当光纤光栅设置在不同受力构件上时，即可起到不同的作用，如增加光纤光栅传感器的测量量程，从而满足拉索的大变形测量需求；当然也可增加光纤光栅传感器的测量灵敏度，从而提高智能拉索测量敏感性。
本实施例中，所述受力构件上的沟槽朝向拉索钢丝设置。将受力构件上的沟槽朝向拉索钢丝，即在受力构件与拉索钢丝连接后，光纤光栅位于拉索钢丝与受力构件之间，从而对光纤光栅形成保护效果。
本实施例中，所述受力构件与钢丝束7连接，拉索上有螺母5，锚具内部设有环氧铁砂8，所述光纤光栅两端的尾纤从拉索的尾端底部引出；另外，所述光纤光栅两端的尾纤4也可以从拉索的延长筒6端引出，如图10所示。
实施例6
本实施例提供一种智能拉索的制作方法；
本实施例中的智能拉索的制作方法，包括以下步骤：
a、制作光纤光栅；
b、制作受力构件；
c、将步骤a中的光纤光栅置于步骤b中受力构件上的沟槽内，并将光纤光栅两端的尾纤通过受力构件上的固定部进行固定；
d、将步骤c中的受力构件与拉索钢丝相连。
通过制作光纤光栅、受力构件，并将光纤光栅置于受力构件上的沟槽内，同时将受力构件与拉索钢丝相连，即可形成智能拉索，该智能拉索制作工艺步骤简单，容易实施。
本实施例中，步骤a在制作光纤光栅时，可以采用皮缆光纤制作无接头易冷连接的光纤光栅；或者采用裸光纤中间光刻形成光纤光栅。
本实施例中，步骤b采用一个细长小薄不锈钢片或钢片来制作受力构件，其两端含有支板和凸耳，并在受力构件纵向开直沟槽或斜沟槽。
本实施例中，步骤c将光纤光栅放置在细长薄不锈钢片或钢片的沟槽内，光纤光栅两端尾纤设置铠装或皮缆护套，将不锈钢片或钢片凸耳弯曲方向，压接尾纤，形成整体，并使凸耳向后翘曲，以便焊接时压坏尾纤。
本实施例中，步骤d中需预先采用钢丝缠包制索体，即在专用设备上，将钢丝扭绞缠包制作索体；然后在钢丝两端剥PE，选中几根钢丝，将细长钢片或不锈钢片两端点焊在钢丝上，并使光纤光栅位于钢丝和钢片之间；最后安装锚具并将光信号引线，将传感器的传输信号线引出索体外，可以从从拉索的尾端引出或者从延长筒端引出。
本实施例中，对制作完成的拉索进行标定。拉索超张拉的过程中，采用标准传感器对光纤光栅传感器进行标定。通过对制作完成的智能拉索进行标定，建立传感器输出与输入之间的关系并确定不同使用条件下的误差情况，使得智能拉索使用方便、测量准确。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种受力构件，包括用于与被测构件产生一致形变的测量段，其特征在于，所述测量段上开设有用于容纳光纤光栅的沟槽，所述沟槽沿被测构件受力方向延伸，在所述测量段的两端还设有用于固定光纤光栅的固定部。
2.根据权利要求1所述的受力构件，其特征在于，所述测量段包括第一测量段和第二测量段，在垂直于被测构件受力方向的截面上，所述第一测量段的截面积小于所述第二测量段的截面积。
3.根据权利要求2所述的受力构件，其特征在于，所述测量段上有一个第一测量段，且第一测量段位于两个第二测量段之间。
4.根据权利要求2所述的受力构件，其特征在于，所述测量段上有一个第二测量段，且第二测量段位于两个第一测量段之间。
5.根据权利要求2-4之一所述的受力构件，其特征在于，所述第一测量段和第二测量段为轴心受力构件。
6.根据权利要求5所述的受力构件，其特征在于，所述第一测量段和第二测量段的中心线位于同一直线上。
7.根据权利要求1所述的受力构件，其特征在于，所述测量段为长条形板状结构。
8.根据权利要求1所述的受力构件，其特征在于，所述沟槽相对于测量段受力方向倾斜设置。
9.根据权利要求1所述的受力构件，其特征在于，所述固定部包括与测量段两端相连的支板，所述支板设置在沟槽出口处，所述支板的两侧还设有能向支板翻折的凸耳。
10.一种光纤光栅传感器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的受力构件，在测量段上的沟槽内设有光纤光栅，且光纤光栅两端与固定部连接。
11.根据权利要求10所述的光纤光栅传感器，其特征在于，所述光纤光栅位于测量段中间位置。
12.根据权利要求10所述的光纤光栅传感器，其特征在于，所述光纤光栅两端尾纤设有铠装或皮缆护套。
13.一种智能拉索，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的受力构件或10-12任一项所述的光纤光栅传感器，所述受力构件两端与拉索钢丝固定连接。
14.根据权利要求13所述的智能拉索，其特征在于，所述受力构件上的沟槽朝向拉索钢丝设置。
15.一种智能拉索的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、制作光纤光栅；
b、制作受力构件；
c、将步骤a中的光纤光栅置于步骤b中受力构件上的沟槽内，并将光纤光栅两端尾纤通过受力构件上的固定部进行固定；
d、将步骤c中的受力构件与拉索钢丝相连。
16.根据权利要求15所述的智能拉索的制作方法，其特征在于，对制作完成的拉索进行标定。
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