CN111649713B - 一种光纤360度突变应变传感器 - Google Patents

一种光纤360度突变应变传感器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光纤360度突变应变传感器，包括感应片和传感器组件，所述传感器组件包括传感器外壳，在所述传感器外壳的端部固定有端盖，所述端盖通过球接组件与所述感应片万向连接，在所述传感器外壳内圆周设置有多个弹性组件，所述弹性组件穿过所述端盖并与感应片接触；当感应片圆周方向任一一点受到压力时产生突变变形，进而触发弹性组件动作，弹性组件发生弹性变形，进而将力传输到压力传感器上，通过压力传感器将受力的信号发送至光纤传输组件上，通过光纤传输组件对压力传感器上的信号进行转译并发送出去，达到圆周360度突变应变感应的效果。

Description

一种光纤360度突变应变传感器
技术领域
本发明涉及一种感应设备，具体是一种光纤360度突变应变传感器。
背景技术
应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。
目前现有的应变传感器它一般由敏感栅、基底、引线、盖片等组成。敏感栅由直径为0.01-0.05mm、高电阻系数的细丝弯曲而成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。敏感栅用粘合剂将其固定在基底上。基底的作用应保证将构件上应变准确地传递到敏感栅上去。
在测试时，将应变片用粘合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，而此电阻变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定测量线路将这种电阻变化转换为电压或电流变化，然后再用显示记录仪表将其显示记录下来，就能知道被测试件应变量的大小。
但是现有的应变式传感器并不能实现360度突变检测，受力方向不能检测。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种光纤360度突变应变传感器。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种光纤360度突变应变传感器，包括感应片和传感器组件，所述传感器组件包括传感器外壳，在所述传感器外壳的端部固定有端盖，所述端盖通过球接组件与所述感应片万向连接，在所述传感器外壳内圆周设置有多个弹性组件，所述弹性组件穿过所述端盖并与感应片接触；
所述传感器外壳相对所述端盖的一端安装有光纤传输组件，所述光纤传输组件信号连接所述弹性组件，在所述弹性组件的端部安装有用于检测受力大小的压力传感器。
作为本发明进一步的方案：所述球接组件包括固定在所述端盖中心外侧的球体和固定在所述感应片中心内侧的球壳，所述球壳与所述球体万向球接，在所述端盖的圆周方向上开设有多个供所述弹性组件穿过的圆孔。
作为本发明再进一步的方案：所述弹性组件包括沿圆周设置在所述传感器外壳内的多个套壳、同所述套壳同轴滑动套合的伸缩件、以及用于弹性连接所述伸缩件与所述套壳的压簧；
在所述伸缩件的端部安装有用于同所述感应片的内侧贴合的转轮结构。
作为本发明再进一步的方案：所述转轮结构包括通过轴承安装在所述伸缩件端头处的安装盘和转动安装在所述安装盘外侧并与所述感应片的内侧滚动接触的活动轮；
在所述套壳内安装有触头，所述触头连接所述压力传感器，压簧的一端同所述触头接触，其另一端同所述伸缩件连接。
作为本发明再进一步的方案：多个所述套壳通过固定盘与所述传感器外壳的内壁固定，在所述固定盘的圆周方向上均匀开设有多个安装孔，所述套壳同所述安装孔过盈配合安装。
作为本发明再进一步的方案：所述光纤传输组件包括安装在所述传感器外壳相对端盖一端处的芯片，所述芯片上设置有多个连接头，每个所述压力传感器上均设置有信号输出口，信号输出口同所述芯片上的连接头通过线缆信号连接。
作为本发明再进一步的方案：所述芯片的外侧安装有用于对压力信号翻译并传输的转接头，所述转接头上信号连接有用于传输信号的光纤。
采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：当感应片圆周方向任一一点受到压力时产生突变变形，进而触发弹性组件动作，弹性组件发生弹性变形，进而将力传输到压力传感器上，通过压力传感器将受力的信号发送至光纤传输组件上，通过光纤传输组件对压力传感器上的信号进行转译并发送出去，达到圆周360度突变应变感应的效果。
附图说明
图1为光纤360度突变应变传感器的结构示意图。
图2为光纤360度突变应变传感器中端盖和安装盘的左视图。
图3为光纤360度突变应变传感器中固定盘和安装孔的结构示意图。
图中：1-感应片；2-球壳；3-球体；4-端盖；5-传感器外壳；6-活动轮；7-安装盘；8-伸缩件；9-套壳；10-压簧；11-触头；12-压力传感器；13-固定盘；14-线缆；15-芯片；16-转接头；17-光纤；18-安装孔。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种光纤360度突变应变传感器，包括感应片1和传感器组件，所述传感器组件包括传感器外壳5，在所述传感器外壳5的端部固定有端盖4，所述端盖4通过球接组件与所述感应片1万向连接，在所述传感器外壳5内圆周设置有多个弹性组件，所述弹性组件穿过所述端盖4并与感应片1接触；
所述传感器外壳5相对所述端盖4的一端安装有光纤传输组件，所述光纤传输组件信号连接所述弹性组件，在所述弹性组件的端部安装有用于检测受力大小的压力传感器12；
当感应片1圆周方向任一一点受到压力时产生突变变形，进而触发弹性组件动作，弹性组件发生弹性变形，进而将力传输到压力传感器12上，通过压力传感器12将受力的信号发送至光纤传输组件上，通过光纤传输组件对压力传感器12上的信号进行转译并发送出去，达到圆周360度突变应变感应的效果。
在本发明的一个实施例中，所述球接组件包括固定在所述端盖4中心外侧的球体3和固定在所述感应片1中心内侧的球壳2，所述球壳2与所述球体3万向球接，在所述端盖4的圆周方向上开设有多个供所述弹性组件穿过的圆孔；
借助球体3和球壳2实现端盖4与感应片4的万向球接，从而使得感应片1圆周方向上任一处受力时均可带动弹性组件动作，对应实现360度应变感应。
在本发明的另一个实施例中，所述弹性组件包括沿圆周设置在所述传感器外壳5内的多个套壳9、同所述套壳9同轴滑动套合的伸缩件8、以及用于弹性连接所述伸缩件8与所述套壳9的压簧10；
在所述伸缩件8的端部安装有用于同所述感应片1的内侧贴合的转轮结构；
当感应片1的圆周方向上受力时，受力处偏转从而带动该侧的转轮结构受力动作，该侧的转轮结构驱动该侧的弹性组件中的伸缩件8压缩压簧10，通过压簧10传输受力情况；转轮结构的设置可减小伸缩件8同感应片1之间的摩擦力。
在本发明的又一个实施例中，所述转轮结构包括通过轴承安装在所述伸缩件8端头处的安装盘7和转动安装在所述安装盘7外侧并与所述感应片1的内侧滚动接触的活动轮6；
在所述套壳9内安装有触头11，所述触头11连接所述压力传感器12，压簧10的一端同所述触头11接触，其另一端同所述伸缩件8连接；
当感应片1的一处受力时带动该侧的活动轮6驱动安装盘7和伸缩件8伸向传感器外壳5内，该侧的压簧10被压缩，从而触发该侧的触头11，由触头11触发该侧的压力传感器12，从而圆周检测受力突变应变。
在本发明的又一个实施例中，多个所述套壳9通过固定盘13与所述传感器外壳5的内壁固定，在所述固定盘13的圆周方向上均匀开设有多个安装孔18，所述套壳9同所述安装孔18过盈配合安装；
借助固定盘13和其上的安装孔18将多个套壳9呈圆周固定安装在所述传感器外壳5内。
在本发明的又一个实施例中，所述光纤传输组件包括安装在所述传感器外壳5相对端盖4一端处的芯片15，所述芯片15上设置有多个连接头，每个所述压力传感器12上均设置有信号输出口，信号输出口同所述芯片15上的连接头通过线缆14信号连接；
当某一弹性组件上的触头11被触发时使得该弹性组件上的压力传感器12工作，压力传感器12工作将压力信号通过线缆14发送至芯片15上。
在本发明的又一个实施例中，所述芯片15的外侧安装有用于对压力信号翻译并传输的转接头16，所述转接头16上信号连接有用于传输信号的光纤17；
通过芯片15配合转接头16将受力信号翻译成计算机可读的形式并借助光纤17传输出去。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (7)

1.一种光纤360度突变应变传感器，包括感应片(1)和传感器组件，其特征在于，所述传感器组件包括传感器外壳(5)，在所述传感器外壳(5)的端部固定有端盖(4)，所述端盖(4)通过球接组件与所述感应片(1)万向连接，在所述传感器外壳(5)内圆周设置有多个弹性组件，所述弹性组件穿过所述端盖(4)并与感应片(1)接触；
所述传感器外壳(5)相对所述端盖(4)的一端安装有光纤传输组件，所述光纤传输组件信号连接所述弹性组件，在所述弹性组件的端部安装有用于检测受力大小的压力传感器(12)。
2.根据权利要求1所述的一种光纤360度突变应变传感器，其特征在于，所述球接组件包括固定在所述端盖(4)中心外侧的球体(3)和固定在所述感应片(1)中心内侧的球壳(2)，所述球壳(2)与所述球体(3)万向球接，在所述端盖(4)的圆周方向上开设有多个供所述弹性组件穿过的圆孔。
3.根据权利要求1所述的一种光纤360度突变应变传感器，其特征在于，所述弹性组件包括沿圆周设置在所述传感器外壳(5)内的多个套壳(9)、同所述套壳(9)同轴滑动套合的伸缩件(8)、以及用于弹性连接所述伸缩件(8)与所述套壳(9)的压簧(10)；
在所述伸缩件(8)的端部安装有用于同所述感应片(1)的内侧贴合的转轮结构。
4.根据权利要求3所述的一种光纤360度突变应变传感器，其特征在于，所述转轮结构包括通过轴承安装在所述伸缩件(8)端头处的安装盘(7)和转动安装在所述安装盘(7)外侧并与所述感应片(1)的内侧滚动接触的活动轮(6)；
在所述套壳(9)内安装有触头(11)，所述触头(11)连接所述压力传感器(12)，压簧(10)的一端同所述触头(11)接触，其另一端同所述伸缩件(8)连接。
5.根据权利要求3所述的一种光纤360度突变应变传感器，其特征在于，多个所述套壳(9)通过固定盘(13)与所述传感器外壳(5)的内壁固定，在所述固定盘(13)的圆周方向上均匀开设有多个安装孔(18)，所述套壳(9)同所述安装孔(18)过盈配合安装。
6.根据权利要求1所述的一种光纤360度突变应变传感器，其特征在于，所述光纤传输组件包括安装在所述传感器外壳(5)相对端盖(4)一端处的芯片(15)，所述芯片(15)上设置有多个连接头，每个所述压力传感器(12)上均设置有信号输出口，信号输出口同所述芯片(15)上的连接头通过线缆(14)信号连接。
7.根据权利要求6所述的一种光纤360度突变应变传感器，其特征在于，所述芯片(15)的外侧安装有用于对压力信号翻译并传输的转接头(16)，所述转接头(16)上信号连接有用于传输信号的光纤(17)。
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