CN109196394B - 利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性的调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性的调节方法，在适用于利用光纤光栅传感器的变形率传感器的情况下，包括：外壳，形成外形；第三光纤维及第四光纤维，在上述外壳的内部以预设的间隔隔开并以互不相同的股数设置；以及连接单元，设置于上述第三光纤维与第四光纤维之间，借助向上述第三光纤维及第四光纤维施加的张力来固定于规定的位置，可选择性地在以互不相同的股数设置的一对光纤维中的1个设置光纤光栅传感器，从而可调节变形率传感器的检测灵敏度及耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及利用光纤光栅传感器的位移检测装置，更详细地，涉及利用根据检测对象的位移伸缩的光纤光栅传感器来检测位移的利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性的调节方法。
背景技术
通常，光纤传感器(optical fiber sensor)为利用经过光纤维的光的强度、光纤维的折射率及长度、模式以及偏光状态的变化等推定被检测量的传感器。
光纤维的主要成分为石英玻璃，光纤传感器由以添加锗的光纤维中心的芯部分和保护中心的作为覆盖层的包层部分构成，上述添加锗的光纤维略提高折射率。
向光纤维芯入射的光在折射率高的芯层和折射率低的包层的界面反射并沿着光纤维芯部分传播。
这种光纤传感器根据被利用的效果分为强度型、相位型、衍射光栅型、调制型、偏光型、分布检测型等，并提供电压、电流、温度、压力、应变、旋转率、音响、气体浓度等各种检测值。
光纤传感器可检测超精密宽带，不会受到电磁波的影响，容易远程检测，在传感部中不使用电，二氧化硅材质具有优秀的耐腐蚀性，因而不受使用环境的约束。
光纤传感器中代表性的为光纤光栅传感器(Fiber Bragg Grating Sensor)类型的光纤传感器。
光纤光栅传感器为利用如下的特性的传感器，即，在一股光纤维沿着规定长度刻上多个光纤光栅之后，在各光栅反射额光的波长根据温度或强度等的外部条件变化不同。
因此，当形成有光栅(grating)的光纤维通过物理力的作用发生变形时，在光栅中引发光折射变化，光纤光栅传感器检测这种折射变化来检测光纤维的变形率，使得检测固定有光纤维的结构物的变形率，从而可知对结构物起作用的负荷及应力。
光纤光栅传感器通过以规定周期改变光纤的芯部的折射率，来仅选择性地反射特定波长的光。
这种光纤光栅传感器具有固有的波长值，具有不受电磁波的影响等优秀的物理特性，为代替以往的电表的优秀的物理量检测元件，其利用范围正急速扩大。
因此，当在光纤维内光从折射率高的物质向折射率低的物质移动时，光纤光栅传感器利用规定角度内的光在其界面均被反射的原理来检测变形率、角度、加速度、位移、温度、压力位移等。
例如，本发明人曾在专利文献1(韩国专利授权号第10-1057309号，2011年8月16日公告)及专利文献2(韩国专利授权号第10-00992628号，2010年11月5日公告)等申请并授权过利用光纤光栅(FBG)传感器的技术。
发明内容
技术问题
通常，光纤维的能源损失很少，发送或接收的数据的损失率低，几乎不受到外部原因引起的影响。
相比于铁的热膨胀系数，这种光纤维为约1/20左右，热膨胀系数小，若延伸率为约3％至5％以上，则容易断裂。
尤其，光纤光栅传感器的单位面积的拉伸力很高，直径为约125μm，很小，因此，都可被外部冲击容易断裂，当附着于建筑物或桥墩等的被检测物时，需要很细致的作业。
即，在制造工序上，若延伸率为约0.5％至1％以上，则有光纤光栅传感器断裂或受损的问题。
因此，考虑到光纤光栅传感器的灵敏度及耐久性等的特性，需要研发防止光纤光栅传感器的断裂及损伤的技术。
另一方面，由于根据内部的温度变化的折射率的变化，光纤光栅传感器可呈现不同的波长。
由此，在以往，在外壳的内部的相同线上设置一对金属杆，在一对金属杆之间设置温度补偿用光纤光栅传感器，但是当金属杆热变形时，精密度降低且无法精密地补偿温度。
本发明的目的在于，解决上述问题，提供利用根据检测对象的位移伸缩的光纤光栅传感器检测位移的利用光纤光栅传感器的位移检测装置。
本发明的再一目的在于，提供通过调节光纤光栅传感器的灵敏度和耐久性来防止断裂及损伤的利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性调节方法。
本发明的另一目的在于，提供可补偿根据光纤光栅传感器的温度变化的折射率的变化的利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性调节方法。
解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的利用光纤光栅传感器的位移检测装置的特征在于，在适用于利用光纤光栅传感器的加速度传感器的情况下，包括：外壳，形成外形；第一光纤维及第二光纤维，在上述外壳的内部沿着垂直方向以预设的间隔隔开设置；以及负荷施加单元，设置于上述第一光纤维与第二光纤维之间，向上述第一光纤维及第二光纤维施加负荷，利用通过基于检测对象的振动产生的上述负荷施加单元的上下移动来从设置于上述第一光纤维及第二光纤维的各光纤光栅传感器输出的波长的变化，来检测加速度的方向及大小。
而且，为了实现上述目的，本发明的利用光纤光栅传感器的位移检测装置的特征在于，在适用于利用光纤光栅传感器的变形率传感器的情况下，包括：一对附着部件，以预设的间隔隔开设置；第三光纤维及第四光纤维，沿着水平方向设置于上述一对附着部件之间；以及连接单元，设置于上述第三光纤维与第四光纤维之间，借助向上述第三光纤维及第四光纤维施加的张力来固定于规定的位置，可选择性地在以互不相同的股数设置的上述第三光纤维及第四光纤维中的1个设置光纤光栅传感器来调节检测灵敏度及耐久性。
并且，为了实现上述目的，本发明的利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性的调节方法的特征在于，可选择性地在以互不相同的股数设置于连接单元的两侧的一对光纤维中的1个设置光纤光栅传感器来调节在上述光纤光栅传感器中检测的灵敏度及上述光纤光栅传感器的耐久性。
发明的效果
如上所述，根据本发明的利用光纤光栅传感器的位移检测装置，在并排设置的一对光纤维之间设置负荷施加单元，当产生振动时，可利用分别对一对光纤维起作用的拉伸力及压缩力变化来检测加速度。
并且，根据本发明的利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性调节方法，选择性地在以互不相同的股数设置的一对光纤维中的1个设置光纤光栅传感器，使得可调节变形率传感器的检测灵敏度及耐久性。
由此，根据本发明，在精密地检测检测对象的位移的情况下，在一对光纤维中的股数少的光纤维设置光纤光栅传感器，使得提高检测灵敏度。
相反，根据本发明，在检测对象的位移大的情况下，在一对光纤维中的股数少的光纤维设置光纤光栅传感器，使得提高光纤维及光纤光栅传感器的耐久性。
并且，根据本发明，在设置于一对附着部件的连接单元和第三设置部件及第四设置部件中的2个以上松松地设置具有温度补偿用光纤光栅传感器的第五光纤维，使得精密地调节根据温度变化的补偿值。
并且，根据本发明，调节以互不相同的股数设置的一对光纤维的长度比来调节各光纤维的实际变形率绝对值。
并且，根据本发明，利用传感器固定装置将变形率传感器不仅设置于平面形态的检测对象，还设置于附着面不均匀、如隧道具有曲率的面或底面为左右扭曲的面，使得可精密地检测检测对象的位移。
附图说明
图1为利用本发明第一实施例的光纤光栅传感器的加速度传感器的结构图。
图2为利用本发明第二实施例的光纤光栅传感器的变形率传感器的主视图。
图3为图2所示的变形率传感器的俯视图。
图4为利用本发明第三实施例的光纤光栅传感器的变形率传感器的结构图。
图5为利用本发明第四实施例的光纤光栅传感器的变形率传感器的结构图。
图6及图7为例示设置于检测对象的变形率传感器的图。
具体实施方式
以下，参照附图利用根据本发明优选实施例根据检测对象的位移而伸缩的光纤光栅传感器来检测位移的利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性调节方法进行详细说明。
在本发明中，在利用根据检测对象的位移而伸缩的光纤光栅传感器来检测位移的过程中，通过调节光纤光栅传感器的灵敏度及耐久性来防止光纤光栅传感器的损伤。
以下，将利用光纤光栅传感器的加速度传感器和变形率传感器的结构区分为第一实施例及第二实施例并进行详细说明。
实施例1
图1为根据本发明第一实施例的利用光纤光栅传感器的加速度传感器的结构图。
以下，如“左侧”、“右侧”、“前方”、“后方”、“上方”及“下方”等指示方向的术语以示出于各附图的状态为基准指示各自的方向。
如图1所示，根据本发明第一实施例的利用光纤光栅传感器的加速度传感器10包括：外壳11，形成外形；第一光纤维12及第二光纤维13，在外壳11的内部沿着垂直方向以预设的间隔隔开设置；以及负荷施加单元14，设置于第一光纤维12与第二光纤维13之间，向第一光纤维12及第二光纤维13施加负荷。
外壳11呈高度比长度及宽度高的长方体形状，可附着于检测对象或利用螺栓等来固定设置。
在这种外壳11的上端与下端之间可设置第一设置部件15及第二设置部件16，在上述第一设置部件15及第二设置部件16可设置有第一光纤维12及第二光纤维13。
第一设置部件15及第二设置部件16可呈圆板形状，来防止设置过程中及设置完成之后第一光纤维12及第二光纤维13受损或变形。
第一光纤维12及第二光纤维13分别沿着上下方向以预设的间隔隔开地并排设置于外壳11的内部，第一光纤维12及第二光纤维13中的1个以上可设置有1个以上的光纤光栅传感器(未图示)。
负荷施加单元14以预设的负荷制造，可分别附着于第一光纤维12和第二光纤维13的中央部。
其中，负荷施加单元14可呈六面体形状或圆板形状。
即，在负荷施加单元14呈圆板形状的情况下，第一光纤维12及第二光纤维13分别附着于负荷施加单元14的外周面或以缠绕0.5次以上的状态设置。
其中，在负荷施加单元14的左右两侧可分别设置有导件17，来限制负荷施加单元14沿着左右方向进行移动。
并且，在负荷施加单元14的上侧及下侧可分别设置有限制负荷施加单元14的位移的位移限制单元18，来防止过多地位移引起的光纤维受损。
第一光纤维12及第二光纤维13能够以互不相同的的次数缠绕并以互不相同的股数设置。
例如，第一光纤维12分别缠绕0.5次并以2股设置于第一设置部件15和负荷施加单元14，第二光纤维13分别缠绕1次并以4股设置于第二设置部件16和负荷施加单元14。
如上所述，随着在第一光纤维12与第二光纤维13之间设置有负荷施加单元14，第一光纤维12及第二光纤维13的上部借助负荷施加单元14的负荷产生拉伸力，第一光纤维12及第二光纤维13的下部借助负荷施加单元14产生压缩力。
另一方面，在负荷施加单元14沿着上下方向振动的情况下，第一光纤维12及第二光纤维13分别可交替产生拉伸力和压缩力。
例如，在负荷施加单元14向上方移动的情况下，第一光纤维12及第二光纤维13的上部的拉伸力被去除并产生压缩力，在第一光纤维12及第二光纤维13的下部的压缩力被去除并产生拉伸力。
若负荷施加单元14再次向下方移动，则第一光纤维12及第二光纤维13的上部压缩力被去除并产生拉伸力，第一光纤维12及第二光纤维13的下部的拉伸力被去除并产生压缩力。
因此，本发明在第一光纤维及第二光纤维的上部及下部总共设置4个光纤光栅传感器，可利用振动引起的从各光纤光栅传感器输出的波长变化来准确地检测加速度的方向及大小。
如上所述，本发明在并排设置的一对光纤维之间设置负荷施加单元，当产生振动时，利用分别对一对光纤维起作用的拉伸力及压缩力变化来检测加速度。
实施例2
图2为本发明第二实施例的利用光纤光栅传感器的变形率传感器的主视图，图3为图2所示的变形率传感器的俯视图。
如图2及图3所示，本发明第二实施例的利用光纤光栅传感器的变形率传感器20包括：一对附着部件21，以预设的间隔隔开设置；第三光纤维22及第四光纤维23，沿着水平方向设置于一对附着部件21之间；以及连接单元24，设置于第三光纤维22与第四光纤维23之间，借助向第三光纤维22及第四光纤维23施加的张力位于规定的位置。
附着部件21大致呈四边板或六面体形状，可附着于检测对象或利用螺栓等来固定设置。
在这种一对附着部件21可分别设置第三设置部件25及第四设置部件26，上述第三设置部件25及第四设置部件26设置有第三光纤维22及第四光纤维23。
在光纤维及光纤光栅传感器的设置过程中及设置结束之后，第三设置部件25及第四设置部件26可呈圆板形状，来防止第三光纤维22及第四光纤维23的损伤或变形。
第三光纤维22及第四光纤维23分别沿着左右方向设置于一对附着部件21之间，在第三光纤维22及第四光纤维23可设置1个以上的光纤光栅传感器(未图示)。
为了使向第三光纤维22及第四光纤维23施加的负荷最小化，连接单元24利用如铝的轻金属材质或合成树脂材质呈圆板形状或环形状。
其中，在连接单元24和第三设置部件25及第四设置部件26的外周面可形成多个设置槽27，上述设置槽27设置有第三光纤维22及第四光纤维23的每个股。
设置槽27呈V形状，使得通过增加第三光纤维22及第四光纤维23的每个股与连接单元、第三设置部件25及第四设置部件26的外周面的摩擦力来固定每个股。
即，随着第三光纤维22及第四光纤维23的每个股通过2个线与V形状的设置槽27的内部线接触，可增加第三光纤维22及第四光纤维23与连接单元24、第三设置部件25及第四设置部件26之间的摩擦力。
当然，本发明并不限定于此，可使设置槽27的下端部呈平面并通过3个线线接触，或可使设置槽27呈半圆形状或U形状来面接触。
因此，第三光纤维22及第四光纤维23分别能够以至少缠绕0.5次以上的状态设置于呈圆板形状的连接单元24、第三设置部件25及第四设置部件26的外周面。
尤其，第三光纤维22及第四光纤维23能够以互不相同的次数缠绕并以互不相同的股数设置。
例如，如图2及图3所示，第三光纤维22分别缠绕1次并以4股设置于第三设置部件25和连接单元24，第四光纤维23分别缠绕2次并以8股设置于第四设置部件26和连接单元24。
其中，随着第三光纤维22及第四光纤维23的变形率根据第三光纤维22及第四光纤维23的长度比及截面积比而变化，本实施例中的第三光纤维22及第四光纤维23的长度及直径可相同。
当然，本发明并不限定于此，设置1股以上的第三光纤维22、2股以上的第四光纤维23，来以互不相同的股数设置第三光纤维22及第四光纤维23。
如上所述，随着以互不相同的股数设置第三光纤维22及第四光纤维23，第三光纤维22及第四光纤维23的整体张力相同，第三光纤维22及第四光纤维23的各股的张力可根据股数变更。
即，在分别以4股和8股设置第三光纤维22及第四光纤维23的情况下，第三光纤维22的各股的张力为第四光纤维23的各股的张力的2倍。
表1为根据光纤维的张力的变化量表。
表1
表1记载了直径为约125μm且基准波长为1550nm的光纤维的根据张力的变化量。
如表1的记载，从光纤维输出的波长借助100g的张力变化量变化约1.32nm，光纤维的长度变化约1000με，在长度变化量为0.1％的情况下，可变化约1.2nm。
若利用根据上述张力变化量和长度变化量的光纤维的波长变化，则可检测检测对象的变形率。
因此，在本实施例中，在第三光纤维22及第四光纤维23的张力变化量分别为400g的情况下，第三光纤维22的各股的张力为约100g，第四光纤维的各股的张力为约50g。
由此，从第三光纤维22输出的波长借助各股的100g张力变化量变化约1.32nm，从第四光纤维23输出的波长借助各股的50g张力变化量变化约0.66nm。
并且，第三光纤维22的长度变化量为第四光纤维23的长度变化量的2倍。
因此，从第三光纤维22输出的波长借助各股的100g张力变化量变化约1.32nm，从第四光纤维23输出的波长借助各股的50g张力变化量变化约0.66nm。
如上所述，本发明利用连接单元在两侧设置具有互不相同的股数的一对光纤维，可利用根据各光纤维的张力变化量及长度变化量的波长变化检测检测对象的变形率。
并且，本发明可在股数少的第三光纤维设置光纤光栅传感器来提高检测灵敏度。
相反，本发明在股数多的第四光纤维设置光纤光栅传感器来减少长度变化量，使得提高光纤光栅传感器的耐久性。
如上所述，本发明可选择性地在以互不相同的股数设置的一对光纤维中的1个设置光纤光栅传感器来调节变形率传感器的检测灵敏度及耐久性。
另一方面，在图2及图3中示出第三光纤维及第四光纤维的外侧端分别向两侧引出的，优选地，本发明向外部引出第三光纤维及第四光纤维中的设置光纤光栅传感器的1个侧端。
当然，在第三光纤维及第四光纤维分别设置光纤光栅传感器的情况下，向外部引出各光纤维的侧端。
另一方面，本发明还可包括温度不常用光纤光栅传感器，在将光纤光栅传感器适用于加速度传感器10和变形率传感器20的状态下，防止根据温度变化引起的光纤光栅传感器的折射率变化引起的波长变化。
实施例3
图4为本发明第三实施例的利用光纤光栅传感器的变形率传感器的结构图。
如图4所示，根据本发明优选实施例的利用光纤光栅传感器的变形率传感器20与参照图2说明的变形率传感器20的构成类似，但是，还可包括第五光纤维28，上述第五光纤维28选择性地设置于连接单元24、第三设置部件25及第四设置部件26中的2个以上并在一侧设置温度补偿用光纤光栅传感器(未图示)。
其中，第五光纤维28独立于第三光纤维22及第四光纤维23设置，设置于连接单元24和第三设置部件25、设置于连接单元24和第四设置部件26或均设置于连接单元24、第三设置部件25及第四设置部件26。
其中，为了防止所输出的波长因张力变化而产生变化，第五光纤维28可松松地设置，使张力不对连接单元24、第三设置部件25及第四设置部件26中的2个以上起作用。
因此，与张力变化无关地，上述温度补偿用光纤光栅传感器能够以温度变化而变化的波长输出。
另一方面，在本实施例中说明第五光纤维独立设置于第三光纤维及第四光纤维，但是本发明可将第三光纤维或第四光纤维变更为以1次以上松松地追加设置于连接单元和设置部件并用于设置光纤光栅传感器。
并且，在本实施例中说明为适用于第二实施例中说明的变形率传感器，但是还可变更为本发明在第一实施例中说明的倾斜度传感器适用第五光纤维来精密地调节温度补偿值。
如上所述，本发明可在设置于一对附着部件之间的连接单元和第三设置部件及第四设置部件中的2个以上松松地设置具有温度补偿用光纤光栅传感器的第五光纤维，使得可精密地调节根据温度变化的补偿值。
另一方面，本发明可通过调节第三光纤维和第四光纤维的长度比来调节变形率。
实施例4
图5为根据本发明第四实施例的利用光纤光栅传感器的变形率传感器的结构图。
如图5所示，本发明第四实施例的利用光纤光栅传感器的变形率传感器20与参照图2及图3说明的构成类似，但是，可将第三光纤维22及第四光纤维23的差长度比变更为不同值。
即，可通过调节连接单元24的位置调节第三光纤维22及第四光纤维23的长度比。
例如，第三光纤维22与第四光纤维23的长度比可设置为2:1、5:1、1:2等各种值。
其中，随着第三光纤维22及第四光纤维23的整体张力相同，即使长度比变化，第三光纤维22及第四光纤维23整体变形率一直相同。
但是，若第三光纤维22及第四光纤维23的长度比从2:1增加至5:1，则第三光纤维22及第四光纤维23各自的实际变形率的绝对值增加。
相反，若第三光纤维22及第四光纤维23的长度比减少，则第三光纤维22及第四光纤维23的实际变形率绝对值减少。
因此，本发明可通过增加第三光纤维的长度并减少第四光纤维的长度来提高光纤维及光纤光栅传感器的耐久性。
如上所述，本发明可通过调节以互不相同的股数设置的一对光纤维的长度比来调节各光纤维的实际变形率绝对值。
接着，参照图6及图7对本发明的利用光纤光栅传感器的变形率传感器的设置方法进行说明。
图6及图7为例示设置于检测对象的变形率传感器的图。
图6中例示了设置于平面形态的检测对象的变形率传感器，图7中例示了设置于检测对象的附着面不均匀、如隧道具有曲率的面或底面左右扭曲的面的变形率传感器。
本发明的利用光纤光栅传感器的变形率传感器20可利用如图5及图6所示的传感器固定装置30设置于检测对象。
传感器固定装置30可包括：保护管31，在内部收容变形率传感器20；以及一对固定支架32，将保护管31的两端固定于检测对象。
当从上部观察时，各固定支架32以截面大致呈“十”形状的块设置，与各固定支架32相向的侧面可分别与保护管31的两端相结合。
各固定支架32借助沿着上下方向贯通连接的固定螺栓33固定于平面形态的检测对象。
为此，在各固定支架32的两侧可形成有分别与固定螺栓33连接的连接孔。
在这种各固定支架32的外侧端可形成有经由紧固剂分别固定设置于变形率传感器20的第三光纤维22及第四光纤维23的两端的固定槽。
因此，操作人员在上述构成的传感器固定装置30的保护管31的内部配置变形率传感器20的状态下将保护管31的两端分别与一对固定支架32相结合。
此时，各固定支架32与保护管31的两端相结合的部位分别处于与保护变形率传感器20并维持设置波长的设置螺栓34相结合的状态。
设置螺栓34仅可设置于一对固定支架32中的1个。
并且，在将一对固定支架32配置于检测对象上之后，通过形成于各固定支架32的连接孔连接固定螺栓33并固定于检测对象。
此时，操作人员使各设置螺栓34变松并完成设置，来使检测对象的位移灵敏地向变形率传感器20传递。
如上所述，利用传感器固定装置30设置于平面形态的检测对象的变形率传感器20可检测到检测对象的微细地位移。
根据实验，经确认，本发明的变形率传感器20可精密地检测值约με为止的分解能。
另一方面，在设置于检测对象的附着面不均匀、如隧道具有曲率的面或底面左右扭曲的面的情况下，本发明的变形率传感器20可利用图7所示的传感器固定装置30设置。
如图7所示，传感器固定装置30与参照图6说明的传感器固定装置30的构成类似，但是，当设置于保护管31时，可使一对固定支架32沿着上下左右方向进行旋转来以能够调节角度的方式相结合。
为此，保护管31的两端分别与固定件35相结合，各固定件35的外侧端可分别与球36相结合。
各固定支架32可包括以球36为中心在上下部相结合来调节结合角度的上部支架37和下部支架38。
其中，各固定件35可包括结合部42，上述结合部42可利用大致呈六面体形状的主体41和与主体41的外侧端相连接且与外周面相结合的球36以能够调节结合角度的方式与各固定支架32相结合。
主体41的内侧端设置有与保护管31相结合的结合空间43，当检测对象被压缩力产生位移时，结合空间43的外侧端能够以预设的间隔，如约mm隔开设置，来防止主体41与保护管31相接触。
在各球36的中央部可形成有与固定件36的结合部42相结合的结合孔。
这种球36能够以完整的环形状形成，在球36的一侧可形成有开放部39，来利用弹性维持与结合部42的外周面相结合的状态。
因此，操作人员以开放部39为中心并以使球36的两端相远离的方式张开之后与各结合部42的外侧端相结合，为了恢复为本来新装，球36借助起作用的弹力维持稳定地与结合部42相结合的状态。
其中，设置于变形率传感器20的两侧端的第三设置部件25及第四设置部件26和附着部件21可分别设置于各结合部42的内部，上述各结合部设置于一对固定件35。
在上部支架37和下部支架38的中央部分别形成有插入球36的插入槽，上部支架37和下部支架38可借助连接于两侧的组装孔的组装螺栓40组装。
并且，在下部支架38的两端可形成有与用于固定检测对象的固定螺栓33相连接的固定孔。
因此，操作人员将设置于以上述方式构成的传感器固定装置30的一对下部支架38配置于不均匀的面、如隧道具有曲率的面或底面左右扭曲的附着面。
此时，一对下部支架38以与设置于各固定件35的一对球36之间距离相对应的距离隔开的状态下借助固定螺栓33固定于检测对象。
并且，操作人员在各下部支架38及球36的上部配置上部支架37之后，通过连接组装螺栓40组装上部支架37和下部支架38。
如上所述，本发明利用传感器固定装置不仅将变形率传感器设置于平面形态的检测对象，还设置于附着面不均匀、如隧道具有曲率的面或底面左右扭曲的面，从而可精密地检测检测对象的位移。
以上，根据上述实施例具体说明的本发明人的发明，本发明并不限定于上述实施例，可在不脱离其主旨的范围内进行多种变更。
产业上的可利用性
本发明适用于如下的利用光纤光栅传感器的位移检测装置，即，在以互不相同的股数设置的一对光纤维之间设置负荷施加单元来检测倾斜度，通过设置连接单元调节在各光纤维中作用的灵敏度及耐久性。
Claims (7)
1.一种利用光纤光栅传感器的位移检测装置，其特征在于，
在适用于利用光纤光栅传感器的变形率传感器的情况下，
包括：
一对附着部件，以预设的间隔隔开设置；
第三光纤维及第四光纤维，沿着水平方向设置于上述一对附着部件之间；以及
连接单元，设置于上述第三光纤维与第四光纤维之间，借助向上述第三光纤维及第四光纤维施加的张力来固定于规定的位置，
上述一对附着部件设置有第三设置部件及第四设置部件，
上述第三光纤维缠绕设置于上述第三设置部件和上述连接单元，上述第四光纤维缠绕设置于上述第四设置部件和连接单元，
在以互不相同的股数设置的上述第三光纤维及第四光纤维中的股数少的光纤维设置光纤光栅传感器来增加检测检测对象的位移的灵敏度，或者在以互不相同的股数设置的上述第三光纤维及第四光纤维中的股数多的光纤维设置光纤光栅传感器来增加耐久性。
2.根据权利要求1所述的利用光纤光栅传感器的位移检测装置，其特征在于，
上述连接单元利用轻金属材质或合成树脂材质以圆板形状形成，来防止向上述第三光纤维及第四光纤维施加负荷，
上述第三光纤维及第四光纤维以互不相同的次数缠绕在上述连接单元的外周面来以互不相同的股数设置。
3.根据权利要求2所述的利用光纤光栅传感器的位移检测装置，其特征在于，
在上述连接单元的外周面形成有多个设置槽，来增加上述第三光纤维及第四光纤维的各股与连接单元之间的摩擦力，
上述设置槽呈V形状或V形状的下端部为平面的形状。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的利用光纤光栅传感器的位移检测装置，其特征在于，
上述变形率传感器利用传感器固定装置设置于检测对象，
上述传感器固定装置包括：
保护管，在内部收容上述变形率传感器；以及
一对固定支架，将上述保护管的两端固定于检测对象。
5.根据权利要求4所述的利用光纤光栅传感器的位移检测装置，其特征在于，
上述保护管的两端分别与固定件相结合，
各固定件的外侧端分别与球相结合，
各固定支架包括以上述球为中心在上下部相结合的上部支架和下部支架，
上述固定支架以设置于上述固定件的球为中心进行旋转，来调节上述固定件的结合角度。
6.一种利用光纤光栅传感器的位移检测装置的灵敏度及耐久性的调节方法，其特征在于，在以互不相同的股数设置于连接单元的两侧的一对光纤维中的股数少的光纤维设置光纤光栅传感器来调节在上述光纤光栅传感器中检测的灵敏度，或者在以互不相同的股数设置于连接单元的两侧的一对光纤维中的股数多的光纤维设置光纤光栅传感器来调节上述光纤光栅传感器的耐久性。
7.根据权利要求6所述的利用光纤光栅传感器的位移检测装置的灵敏度及耐久性的调节方法，其特征在于，包括：
步骤(a)，在一对附着部件之间配置上述连接单元，使上述一对光纤维以互不相同的次数缠绕在上述连接单元来以互不相同的股数设置；
步骤(b)，在上述一对光纤维中，在股数少的光纤维设置上述光纤光栅传感器来增加检测检测对象的位移的灵敏度；以及
步骤(c)，在上述一对光纤维中，在股数多的光纤维设置上述光纤光栅传感器，来增加上述光纤光栅传感器的耐久性。
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