CN109916282A - 一种基于光纤传感的结构变形装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
发明提供一种基于光纤传感的结构变形装置，包括机架，其特征在于：所述机架上竖直方向上固定设置有主支撑杆，所述主支撑杆远离机架的一端固定设置有光纤锁紧装置，所述光纤锁紧装置与机架之间设置有位置可调的光纤外围尺寸测量装置。该发明可以监控光纤传感器结构的变形，根据其变形的尺寸来确定该光纤传感器的可靠性，提高了光线传感器测量的精度。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感器技术领域。
具体地说，是涉及一种基于光纤传感的结构变形装置的检测方法。
背景技术
光纤气体传感器或光纤液体传感器由于具有电绝缘性好、抗电磁干扰能力强、防爆、可远距离长期在线测量、传感单元结构简单、稳定可靠、易于组成光纤传感网络等优点，已广泛应用于对各种有毒和有害气体或液体物质的探测、大气污染和工业废气、工业废水监测以及对食品和居住环境质量的检测等。光纤气体传感器或光纤液体传感器包括光谱吸收型、荧光型、染料指示剂型、折射率变化型和倏逝波型等。其中光谱吸收型传感器的传感测量系统较复杂、光学元件较多、成本较高、稳定性较差；染料指示剂型传感器易受化学反应速度限制，对环境温度和湿度敏感，可逆性差；折射率变化型传感器易受其它气体影响需经常调校，其可靠性和稳定性较差；荧光型传感器常常由于泵浦光不强而使产生的信号较弱，因而检测系统复杂，系统成本较高；倏逝波型传感器具有结构设计简单、成本较低等优点，但同样存在灵敏度不高的缺点。
针对上述各光纤气体传感器或光纤液体传感器的不足，专利号为200910112117.8的发明专利中，提出一种结合荧光型、拉曼型及倏逝波型原理制作光纤气体传感器或光纤液体传感器。
本发明的光纤传感器结构，通过光纤输入激光，激光在光纤中产生的倏逝波激励其外围的气体或液体物质，得到的荧光或拉曼光，收集所述的荧光或拉曼光，再通过光谱仪进行频谱分析和处理，获得检测结果。所述的光纤设置于毛细管套内，所述的毛细管套由3段毛细管套胶合一起而成，第一毛细管套(102A)，其管内为光纤的常规区段(101A)；第二毛细管套(102B)，其管内为光纤的锥形区段(101B)；第三毛细管套(102C)，其管内为光纤的锥形区段(101C)。进一步的，所述的第一毛细管套(102A)和第二毛细管套(102B)的胶合处设置一导入通道(104)，所述的第一毛细管套(102A)和第三毛细管套(102C)的胶合处设置一导出通道(105)。所述的导入通道(104)、第一毛细管套(102A)内通道和导出通道(105)形成的管道结构内通过不断流通的气体或液体物质，实现流动检测气体或液体物质。或者，所述的导入通道(104)、第一毛细管套(102A)内通道和导出通道(105)形成的管道结构内通入气体或液体物质后，闭合导入通道(104)的入口密封塞(1041)以及导出通道(105)的出口密封塞(1051)，从而形成一密闭的管道结构。密封液体和气体作为光谱标准体，实现检测气体或液体物质。所述的第二毛细管套(102B)和其管内的光纤的锥形区段(101B)的间隙填充密封胶(103)，所述的第三毛细管套(102C)和其管内的光纤的锥形区段(101C)的间隙填充密封胶(103)。防止被测液体或者气体从第二毛细管套(102B)或第三毛细管套(102C)端泄漏。所述的第三毛细管套(102C)由2个斜切口的毛细管套(102C1、102C2)胶合而成，所述的胶合面镀反射膜(S2)。
但是由于其第一毛细管套(102A)、第二毛细管套(102B)、第三毛细管套(102C)的存在导致该光纤传感器结构易变形，变形的严重程度直接影响光纤传感器测量精确度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，针对现有光纤气体传感器或光纤液体传感器变形后导致测量精度低的缺陷，设计一种可以检测光纤传感器变形的装置。
本发明的目的是通过以下技术措施来达到的：一种基于光纤传感的结构变形装置，包括机架，其特征在于：所述机架上竖直方向上固定设置有主支撑杆，所述主支撑杆远离机架的一端固定设置有光纤锁紧装置，所述光纤锁紧装置与机架之间设置有位置可调的光纤外围尺寸测量装置。
作为上述技术方案的一种改进：所述光纤锁紧装置包括光纤疏导架，所述光纤疏导架上设置有光纤通过孔，所述光纤通过孔穿过光纤疏导架。
所述光纤通过孔远离机架的一侧设置有夹取钳机构，所述夹取钳机构包括固定设置在光纤疏导架上的第一弧形板和与第一弧形板配合设置的第二弧形板，所述第二弧形板远离第一弧形板的一侧设置有调节螺杆，所述调节螺杆配合设置有调节螺母，所述调节螺母固定设置在光纤疏导架上。所述主支撑杆与光纤疏导架之间设置有连接件。
作为上述技术方案的一种改进：所述光纤外围尺寸测量装置包括导向螺杆，所述导向螺杆一端固定设置在连接件上，另一端固定连接有固定台，所述固定台与机架相连接。
作为上述技术方案的一种改进：所述导向螺杆上套接有导向块，所述导向螺杆穿过所述导向块，所述导向块内设有缺省部位，所述缺省部位内设置有套接螺母，所述套接螺母可调节设置在导向螺杆上。
作为上述技术方案的一种改进：所述导向块靠近机架的一侧设置有指向箭头，所述机架上设置有刻度，所述指向箭头与机架上的刻度配合设置，所述导向块另一侧设置有测量体，所述测量体竖直方向设置有测量孔，所述测量孔内设置有测量弧形板，所述测量弧形板连接有测量尺，所述测量尺穿过测量孔的侧壁，伸出到测量体的外侧。
作为上述技术方案的一种改进：所述测量尺横截面积为矩形，所述测量尺长度方向上设置有刻度，所述弧形板与测量孔的内壁之间设置有弹性件。
作为上述技术方案的一种改进：所述检测方法包括光纤夹紧，数据记录，隔一段时间后检查数据和数据校对。
作为上述技术方案的一种改进：所述光纤夹紧包括通过光纤锁紧装置将光纤一端夹紧，另一端穿过所述的测量孔，记录此时指向箭头指向主支撑杆的刻度和测量尺伸出套接螺母一侧的刻度，光纤使用一段时间后重新检查光纤的数据，并且对不同时间测量的数据进行比较。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：该发明可以监控光纤传感器结构的变形，根据其变形的尺寸来确定该光纤传感器的可靠性，提高了光线传感器测量的精度。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
附图1是本发明一种基于光纤传感的结构变形装置及其检测方法的主视图。
附图2是本发明一种基于光纤传感的结构变形装置及其检测方法的右视图。
附图3是本发明图1的A-A视图。
附图4是本发明一种基于光纤传感的结构变形装置及其检测方法的俯视图。
具体实施方式
实施例1：如附图1-4所示，一种基于光纤传感的结构变形装置，包括机架，所述机架上竖直方向上固定设置有主支撑杆，所述主支撑杆远离机架的一端固定设置有光纤锁紧装置，所述光纤锁紧装置与机架之间设置有位置可调的光纤外围尺寸测量装置。
所述光纤锁紧装置包括光纤疏导架11，所述光纤疏导架11上设置有光纤通过孔16，所述光纤通过孔16穿过光纤疏导架11。
所述光纤通过孔16远离机架的一侧设置有夹取钳机构，所述夹取钳机构包括固定设置在光纤疏导架11上的第一弧形板12和与第一弧形板12配合设置的第二弧形板13，所述第二弧形板13远离第一弧形板12的一侧设置有调节螺杆15，所述调节螺杆15配合设置有调节螺母14，所述调节螺母固定设置在光纤疏导架11上。所述主支撑杆与光纤疏导架11之间设置有连接件10。
所述光纤外围尺寸测量装置包括导向螺杆，所述导向螺杆一端固定设置在连接件10上，另一端固定连接有固定台，所述固定台与机架相连接。
所述导向螺杆上套接有导向块，所述导向螺杆穿过所述导向块，所述导向块内设有缺省部位，所述缺省部位内设置有套接螺母，所述套接螺母可调节设置在导向螺杆上。
所述导向块靠近机架的一侧设置有指向箭头，所述机架上设置有刻度，所述指向箭头与机架上的刻度配合设置，所述导向块另一侧设置有测量体，所述测量体竖直方向设置有测量孔17，所述测量孔17内设置有测量弧形板18，所述测量弧形板18连接有测量尺，所述测量尺穿过测量孔17的侧壁，伸出到测量体的外侧。所述测量尺横截面积为矩形，所述测量尺长度方向上设置有刻度，所述弧形板18与测量孔17的内壁之间设置有弹性件19。
实施例2：如附图1-4所示，一种基于光纤传感的结构变形装置，包括机架，所述机架上竖直方向上固定设置有主支撑杆，所述主支撑杆远离机架的一端固定设置有光纤锁紧装置，所述光纤锁紧装置与机架之间设置有位置可调的光纤外围尺寸测量装置。
所述光纤锁紧装置包括光纤疏导架11，所述光纤疏导架11上设置有光纤通过孔16，所述光纤通过孔16穿过光纤疏导架11。
所述光纤通过孔16远离机架的一侧设置有夹取钳机构，所述夹取钳机构包括固定设置在光纤疏导架11上的第一弧形板12和与第一弧形板12配合设置的第二弧形板13，所述第二弧形板13远离第一弧形板12的一侧设置有调节螺杆15，所述调节螺杆15配合设置有调节螺母14，所述调节螺母固定设置在光纤疏导架11上。所述主支撑杆与光纤疏导架11之间设置有连接件10。
所述光纤外围尺寸测量装置包括导向螺杆，所述导向螺杆一端固定设置在连接件10上，另一端固定连接有固定台，所述固定台与机架相连接。
所述导向螺杆上套接有导向块，所述导向螺杆穿过所述导向块，所述导向块内设有缺省部位，所述缺省部位内设置有套接螺母，所述套接螺母可调节设置在导向螺杆上。
所述导向块靠近机架的一侧设置有指向箭头，所述机架上设置有刻度，所述指向箭头与机架上的刻度配合设置，所述导向块另一侧设置有测量体，所述测量体竖直方向设置有测量孔17，所述测量孔17内设置有测量弧形板18，所述测量弧形板18连接有测量尺，所述测量尺穿过测量孔17的侧壁，伸出到测量体的外侧。所述测量尺横截面积为矩形，所述测量尺长度方向上设置有刻度，所述弧形板18与测量孔17的内壁之间设置有弹性件19。
所述检测方法包括光纤夹紧，数据记录，隔一段时间后检查数据和数据校对。所述光纤夹紧包括通过光纤锁紧装置将光纤一端夹紧，另一端穿过所述的测量孔17，记录此时指向箭头9指向主支撑杆3的刻度和测量尺6伸出套接螺母8一侧的刻度，光纤使用一段时间后重新检查光纤的数据，并且对不同时间测量的数据进行比较。
Claims (10)
1.一种基于光纤传感的结构变形装置，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）上竖直方向上固定设置有主支撑杆（3），所述主支撑杆（3）远离机架（1）的一端固定设置有光纤锁紧装置，所述光纤锁紧装置与机架（1）之间设置有位置可调的光纤外围尺寸测量装置。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的结构变形装置，其特征在于：所述光纤锁紧装置包括光纤疏导架（11），所述光纤疏导架（11）上设置有光纤通过孔（16），所述光纤通过孔（16）穿过光纤疏导架（11）。
3.根据权利要求2所述的一种基于光纤传感的结构变形装置，其特征在于：所述光纤通过孔（16）远离机架（1）的一侧设置有夹取钳机构，所述夹取钳机构包括固定设置在光纤疏导架（11）上的第一弧形板（12）和与第一弧形板（12）配合设置的第二弧形板（13），所述第二弧形板（13）远离第一弧形板（12）的一侧设置有调节螺杆（15），所述调节螺杆（15）配合设置有调节螺母（14），所述调节螺母固定设置在光纤疏导架（11）上。
4.根据权利要求1-3其中任意一项所述的一种基于光纤传感的结构变形装置，其特征在于：所述主支撑杆（3）与光纤疏导架（11）之间设置有连接件（10）。
5.根据权利要求4所述的一种基于光纤传感的结构变形装置，其特征在于：所述光纤外围尺寸测量装置包括导向螺杆（4），所述导向螺杆（4）一端固定设置在连接件（10）上，另一端固定连接有固定台（2），所述固定台（2）与机架（1）相连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于光纤传感的结构变形装置，其特征在于：所述导向螺杆（4）上套接有导向块（7），所述导向螺杆（4）穿过所述导向块（7），所述导向块（7）内设有缺省部位，所述缺省部位内设置有套接螺母（8），所述套接螺母（8）可调节设置在导向螺杆（4）上。
7.根据权利要求6所述的一种基于光纤传感的结构变形装置，其特征在于：所述导向块（7）靠近机架（1）的一侧设置有指向箭头（9），所述机架（1）上设置有刻度，所述指向箭头（9）与机架（1）上的刻度配合设置，所述导向块（7）另一侧设置有测量体（5），所述测量体（5）竖直方向设置有测量孔（17），所述测量孔（17）内设置有测量弧形板（18），所述测量弧形板（18）连接有测量尺（6），所述测量尺（6）穿过测量孔（17）的侧壁，伸出到测量体（5）的外侧。
8.根据权利要求7所述的一种基于光纤传感的结构变形装置，其特征在于：所述测量尺（6）横截面积为矩形，所述测量尺（6）长度方向上设置有刻度，所述弧形板（18）与测量孔（17）的内壁之间设置有弹性件（19）。
9.一种基于光纤传感的结构变形装置的检测方法，如权利要求1-8所述的光纤传感器的结构变形装置，其特征在于：所述检测方法包括光纤夹紧，数据记录，隔一段时间后检查数据和数据校对。
10.根据权利要求6所述的一种基于光纤传感的结构变形装置的检测方法，其特征在于：所述光纤夹紧包括通过光纤锁紧装置将光纤一端夹紧，另一端穿过所述的测量孔（17），记录此时指向箭头（9）指向主支撑杆（3）的刻度和测量尺（6）伸出套接螺母（8）一侧的刻度，光纤使用一段时间后重新检查光纤的数据，并且对不同时间测量的数据进行比较。
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