CN115451834A - 一种基于光纤光栅传感器的稳定装置 - Google Patents

Abstract

一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其包括：支撑柱、环形结构的支撑座、对接座以及光纤光栅传感器，环形结构的支撑座固定在支撑柱的上端面，对接座底端固定有站柱，站柱的底端穿过支撑座与支撑柱的上端面滑动贴合，站柱的外壁远离对接座的一端开设有径向分布的螺纹孔，支撑座的外壁对称开设有径向分布的两个插接孔，两个插接孔之间设有能够与站柱连接的限位件，且限位件能够在两个插接孔内部滑动调整位置，光纤光栅传感器两端分别与限位件端部以及支撑柱的外壁连接。本发明所达到的有益效果是：采用光纤光栅传感器来实时监测结构件的连接位置是否发生变化，便于及时发现安全隐患并及时上报进行维修，大大降低工作量，避免造成安全事故的发生。

Description

一种基于光纤光栅传感器的稳定装置

技术领域

本发明涉及基于光纤光栅传感器的稳定装置技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅传感器的稳定装置。

背景技术

光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，用来探测外界入侵振动信号，采集信号的核心设备，光纤光栅传感器需安装在能够探测到振动的地方，才能有效、准确地采集到入侵振动信号，因此光纤光栅传感器被广泛应用于测量温度和应变，目前结构件的连接方式大多采用铆接或者螺栓连接的方式进行拼接，无论采用上述何种方式，都会存在因户外温度、振动等因素导致节点位置发生松动或者偏移的现象，工作人员需要定期进行巡查，工作量较大，不便于及时发现安全隐患并及时上报进行维修，易造成安全事故的发生，所以这里设计生产了一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，以便于解决如何基于光纤光栅传感器预警结构件拼接稳定性的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，使其解决上述背景技术中提出的问题。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其包括：支撑柱、环形结构的支撑座、对接座以及光纤光栅传感器，环形结构的支撑座固定在支撑柱的上端面，所述对接座底端固定有站柱，所述站柱的底端穿过支撑座与支撑柱的上端面滑动贴合，连接有对接座的结构件吊装起，直至站柱的底端穿过支撑座与支撑柱的上端面滑动贴合，即可支撑起结构件。

对接座的底端面与支撑座的上端面同步滑动，以便于对结构件的支撑稳定进行矫正，满足对结构件的支撑安装需求。

所述站柱的外壁远离对接座的一端开设有径向分布的螺纹孔，所述支撑座的外壁对称开设有径向分布的两个插接孔，两个插接孔之间设有能够与站柱连接的限位件，且限位件能够在两个插接孔内部滑动调整位置，限位件能够在两个插接孔之间水平方向调整，同时也能够沿着插接孔内部竖直方向上调整，站柱以及对接座能够带动结构件跟随限位件的调整范围同步调整，以便于补偿结构件在实际使用过程中出现位置变化，但能够包装结构件的位置变化范围不会超出限位件的限位范围，既能够满足结构件实现本身具有的功能，又避免结构件脱离支撑座的有效支撑。

所述光纤光栅传感器两端分别与限位件端部以及支撑柱的外壁连接，采用光纤光栅传感器来实时监测结构件的连接位置是否发生变化，无需工作人员定期实地进行巡查，即可及时发现安全隐患并及时上报进行维修，实现了基于光纤光栅传感器预警结构件拼接稳定性的功能，大大降低工作人员的工作量，同时大大降低了造成安全事故的发生概率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述对接座的直径与支撑座的直径相同，扩大支撑面，增强支撑稳定性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述对接座的上端边缘位置固定设有若干个延伸杆，所述延伸杆的顶端折弯后向远离对接座的一端延伸，利用若干个延伸杆与结构件表面固定焊接或者将若干个延伸杆采用浇筑的形式预先浇筑在结构件表面均可，增强对接座的连接稳定性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位件包括两个T型螺纹杆以及两个中空套筒，所述中空套筒的外壁对称固定有两个导向座，两个中空套筒分别位于两个插接孔内，且每个中空套筒的两个导向座侧壁均开设有与插接孔内部两侧侧壁滑动卡接的卡接缺口，每个T型螺纹杆滑动贯穿对应的中空套筒后通过外螺纹与站柱的螺纹孔插接，通过每个中空套筒两侧的导向座沿着插接孔内部两侧侧壁上下滑动，能够补偿站柱上下浮动调整结构件所处高度，另外T型螺纹杆还能沿着中空套筒轴向方向滑动，这样能够补偿站柱水平滑动调整结构件所处水平位置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位件包括限位杆，所述限位杆端部穿过其中一个插接孔以后通过外螺纹转动贯穿站柱的螺纹孔，且限位杆的端部贯穿另一个插接孔，限位杆沿着插接孔内部上下滑动，能够补偿站柱上下浮动调整结构件所处高度，另外限位杆沿着插接孔内部水平方向滑动，这样能够补偿站柱水平滑动调整结构件所处水平位置。

所述插接孔的开口小于支撑座俯视截面的二分之一，使得站柱带动结构件调整位置的范围进一步扩大。

作为本发明的一种优选技术方案，其中一个T型螺纹杆端部以及限位杆的端部均开设有环形槽，所述光纤光栅传感器的一端铰接有连接套环，所述连接套环与环形槽内转动插接，所述光纤光栅传感器的另一端铰接有螺纹连接头，所述支撑柱的侧壁转动设有插接柱，所述插接柱的端部通过螺纹调节孔转动插接有沿着插接柱径向方向分布的螺纹调节杆，所述螺纹调节杆的上端转动设有连接块，且连接块上开设有与螺纹连接头插接的螺纹槽，确保光纤光栅传感器安装好以后处于张紧的状态，从而便于在限位件位置发生变化时，光纤光栅传感器能够立即感应到物料变化量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑柱的其中两侧侧壁顶端均固定有插接座，且插接座上开设有矩形插接口，所述矩形插接口内插接有矩形插接杆，所述矩形插接杆的顶端固定有能够坐落在插接座上端面的矩形限位座，所述矩形限位座远离支撑柱的一侧侧壁固定有向远离支撑柱一侧上方倾斜分布的延伸支撑梁，由矩形插接杆、矩形限位座以及延伸支撑梁组成的加强件，用于辅助增强结构件的支撑稳定性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述延伸支撑梁远离矩形限位座的一端固定有水平分布的托盘，通过设置托盘，代替延伸支撑梁端部侧壁来支撑结构件的底端面边缘位置，所述托盘上端面开设有调节槽，所述调节槽内滑动设有T型对接块，将T型对接块采用焊接或者浇筑等方式与结构件的底端面边缘位置固定连接，与结构件连接的对接座坐落在支撑座上端面以后，T型对接块底端插入调节槽内，且与调节槽内部底端面滑动贴合，结构件位置发生变化，站柱以及T型对接块位置均发生变化。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节槽内部径向侧壁固定有若干个向调节槽内部底端下方弯曲分布的缓冲钢片，且缓冲钢片的端部抵在T型对接块外壁，将缓冲钢片的端部抵在T型对接块外壁，利用缓冲钢片的弹性势能来避免T型对接块在调节槽内随意发生位置变化，从而增强结构的安装稳定性。

本发明具有以下优点：针对结构件采用铆接或者螺栓连的方式，易因户外温度、振动等因素导致节点位置发生松动或者偏移的问题，采用光纤光栅传感器来实时监测结构件的连接位置是否发生变化，并上传光纤光栅解调装置，无需工作人员定期实地进行巡查，即可及时发现安全隐患并及时上报进行维修，实现了基于光纤光栅传感器预警结构件拼接稳定性的功能，大大降低工作人员的工作量，同时大大降低了造成安全事故的发生概率。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的结构装配图；

图2是本发明一优选实施例的支撑座以及限位件局部结构剖视图；

图3是本发明一优选实施例的光纤光栅传感器、连接套环及螺纹连接头结构示意图；

图4是本发明一优选实施例的支撑柱、支撑座以及延伸支撑梁结构示意图；

图5是本发明一优选实施例的延伸支撑梁以及托盘结构示意图；

图6是本发明一优选实施例的延伸支撑梁以及托盘剖视图；

图7是本发明一优选实施例三的结构示意图。

附图标记说明：1、支撑柱；2、支撑座；3、导向座；4、T型螺纹杆；5、对接座；6、延伸杆；7、站柱；8、连接套环；9、光纤光栅传感器；10、螺纹连接头；11、连接块；12、插接柱；13、螺纹调节杆；14、中空套筒；15、限位杆；16、托盘；17、延伸支撑梁；18、矩形限位座；19、矩形插接杆；20、插接座；21、T型对接块；22、缓冲钢片。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1，本发明一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其包括：支撑柱1、环形结构的支撑座2、对接座5以及光纤光栅传感器9，环形结构的支撑座2固定在支撑柱1的上端面，对接座5底端固定有站柱7，可以采用焊接、填埋或者浇筑等形式将支撑柱1的底端固定住，根据支撑柱1的使用需求合理选择即可，同理对接座5采用焊接或者浇筑方式与结构件表面固定连接，根据支撑需求，选定支撑柱1以及对接座5的数量，且均不少于两个，将连接有对接座5的结构件吊装起，直至站柱7的底端穿过支撑座2与支撑柱1的上端面滑动贴合，这样即可将结构件支撑起，同时，对接座5的直径与支撑座2的直径相同，扩大支撑面，增强支撑稳定性。

另外，为了增强对接座5与结构件之间的连接强度，在对接座5的上端边缘位置固定设有若干个延伸杆6，延伸杆6的顶端折弯后向远离对接座5的一端延伸，利用若干个延伸杆6与结构件表面固定焊接或者将若干个延伸杆6采用浇筑的形式预先浇筑在结构件表面均可，增强对接座5的连接稳定性。

另外，站柱7的底端可以在支撑座2的内部底端面滑动，对接座5的底端面与支撑座2的上端面同步滑动，以便于对结构件的支撑稳定进行矫正，满足对结构件的支撑安装需求。

请参阅图1，站柱7的外壁远离对接座5的一端开设有径向分布的螺纹孔，支撑座2的外壁对称开设有径向分布的两个插接孔，两个插接孔之间设有能够与站柱7连接的限位件，且限位件能够在两个插接孔内部滑动调整位置，结构件的位置调整好以后，采用限位件对站柱7位置调节范围进行限制，限位件能够在两个插接孔之间水平方向调整，同时也能够沿着插接孔内部竖直方向上调整，站柱7以及对接座5能够带动结构件跟随限位件的调整范围同步调整，以便于补偿结构件在实际使用过程中出现位置变化，但能够包装结构件的位置变化范围不会超出限位件的限位范围，既能够满足结构件实现本身具有的功能，又避免结构件脱离支撑座2的有效支撑。

针对一些在实际使用过程中，需要通过自身位置发生相应的变化来达到对整体结构起到较好的保护作用的结构，比如高架桥的支撑，上述结构件在实际使用过程中，都是通过预制后运输至施工现场进行组装，在不同的温度和长期使用过程中车辆对桥体本身的振动，都会导致桥体本身位置发生相应的物理变化，因此为了更好的保护桥体，桥体的位置不是限定不变的，是可以进行微小范围进行调整的，这样才能确保桥体长久使用。

结构件安装好以后，易因户外温度、振动等因素导致节点位置发生松动或者偏移的问题，就会存在较大的安全隐患，因此需要工作人员定期进行巡查，这样工作量较大，不便于及时发现安全隐患点，因此请参阅图1，将光纤光栅传感器9两端分别与限位件端部以及支撑柱1的外壁连接，同时光纤光栅传感器9通过无线信号与光纤光栅解调装置信号端口连接，结构件位置发生变动，那么就会通过限位件拉动光纤光栅传感器9，导致光纤光栅传感器9被拉伸，光纤光栅传感器9所处环境的温度以及长度发生变化时，光栅的周期或纤芯折射率将发生变化，从而使反射光的波长发生变化，通过将反射光送入信号解调器进行解调，解调后的电信号最终传到计算机进行数据处理，从而获得结构件位置发生变化的具体位移数据。

采用光纤光栅传感器9来实时监测结构件的连接位置是否发生变化，无需工作人员定期实地进行巡查，即可及时发现安全隐患并及时上报进行维修，实现了基于光纤光栅传感器9预警结构件拼接稳定性的功能，大大降低工作人员的工作量，同时大大降低了造成安全事故的发生概率。

实施例二

在实施例一的基础之上作进一步的限定：

请参阅图1-2，限位件包括两个T型螺纹杆4以及两个中空套筒14，中空套筒14的外壁对称固定有两个导向座3，两个中空套筒14分别位于两个插接孔内，且每个中空套筒14的两个导向座3侧壁均开设有与插接孔内部两侧侧壁滑动卡接的卡接缺口，每个T型螺纹杆4滑动贯穿对应的中空套筒14后通过外螺纹与站柱7的螺纹孔插接，当站柱7底端插入支撑座2内部后，将两个T型螺纹杆4分别滑动贯穿对应的中空套筒14后通过外螺纹与站柱7的螺纹孔插接，通过每个中空套筒14两侧的导向座3沿着插接孔内部两侧侧壁上下滑动，能够补偿站柱7上下浮动调整结构件所处高度，另外T型螺纹杆4还能沿着中空套筒14轴向方向滑动，这样能够补偿站柱7水平滑动调整结构件所处水平位置。

请参阅图1和图7，限位件包括限位杆15，限位杆15端部穿过其中一个插接孔以后通过外螺纹转动贯穿站柱7的螺纹孔，且限位杆15的端部贯穿另一个插接孔，当站柱7底端插入支撑座2内部后，将限位杆15与站柱7的螺纹孔插接，同时保证限位杆15的两端分别穿过两个插接孔，且延伸至插接孔的外侧，限位杆15沿着插接孔内部上下滑动，能够补偿站柱7上下浮动调整结构件所处高度，另外限位杆15沿着插接孔内部水平方向滑动，这样能够补偿站柱7水平滑动调整结构件所处水平位置。

另外，插接孔的开口小于支撑座2俯视截面的二分之一，这样能够确保限位杆15不经能够插接孔水平方向往复滑动调整位置，限位杆15还能在插接孔内部前后滑动标准位置，这样使得站柱7带动结构件调整位置的范围进一步扩大。

请参阅图1和图3，其中一个T型螺纹杆4端部以及限位杆15的端部均开设有环形槽，光纤光栅传感器9的一端铰接有连接套环8，连接套环8与环形槽内转动插接，光纤光栅传感器9的另一端铰接有螺纹连接头10，支撑柱1的侧壁转动设有插接柱12，插接柱12的端部通过螺纹调节孔转动插接有沿着插接柱12径向方向分布的螺纹调节杆13，螺纹调节杆13的上端转动设有连接块11，且连接块11上开设有与螺纹连接头10插接的螺纹槽，无需采用何种方式的限位件，都不影响光纤光栅传感器9的连接套环8与限位件端部的连接，并且连接套环8还能够在环形槽内部转动，转动螺纹调节杆13，确保光纤光栅传感器9的另一端通过螺纹连接头10能够与连接块11的螺纹槽内插接，确保光纤光栅传感器9安装好以后处于张紧的状态，从而便于在限位件位置发生变化时，光纤光栅传感器9能够立即感应到物料变化量。

实施例三

在实施例二的基础之上作进一步的限定：

请参阅图4，支撑柱1的其中两侧侧壁顶端均固定有插接座20，且插接座20上开设有矩形插接口，矩形插接口内插接有矩形插接杆19，矩形插接杆19的顶端固定有能够坐落在插接座20上端面的矩形限位座18，矩形限位座18远离支撑柱1的一侧侧壁固定有向远离支撑柱1一侧上方倾斜分布的延伸支撑梁17，由矩形插接杆19、矩形限位座18以及延伸支撑梁17组成的加强件，用于辅助增强结构件的支撑稳定性，当矩形插接杆19插接在插接座20的矩形插接口内，同时矩形限位座18坐落在插接座20上端面，确保延伸支撑梁17稳定支撑起结构件的底端边缘位置，增强结构件的支撑稳定性。

请参阅图5，延伸支撑梁17远离矩形限位座18的一端固定有水平分布的托盘16，通过设置托盘16，代替延伸支撑梁17端部侧壁来支撑结构件的底端面边缘位置。

另外，托盘16上端面开设有调节槽，调节槽内滑动设有T型对接块21，将T型对接块21采用焊接或者浇筑等方式与结构件的底端面边缘位置固定连接，与结构件连接的对接座5坐落在支撑座2上端面以后，T型对接块21底端插入调节槽内，且与调节槽内部底端面滑动贴合，结构件位置发生变化，站柱7以及T型对接块21位置均发生变化。

请参阅图6，调节槽内部径向侧壁固定有若干个向调节槽内部底端下方弯曲分布的缓冲钢片22，且缓冲钢片22的端部抵在T型对接块21外壁，将缓冲钢片22的端部抵在T型对接块21外壁，利用缓冲钢片22的弹性势能来避免T型对接块21在调节槽内随意发生位置变化，从而增强结构的安装稳定性。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

本发明中其他未详述部分均属于现有技术，故在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，包括支撑柱（1）、环形结构的支撑座（2）、对接座（5）以及光纤光栅传感器（9），光纤光栅传感器（9）通过无线信号与光纤光栅解调装置信号端口连接，环形结构的支撑座（2）固定在支撑柱（1）的上端面，所述对接座（5）底端固定有站柱（7），所述站柱（7）的底端穿过支撑座（2）与支撑柱（1）的上端面滑动贴合，所述站柱（7）的外壁远离对接座（5）的一端开设有径向分布的螺纹孔，所述支撑座（2）的外壁对称开设有径向分布的两个插接孔，两个插接孔之间设有能够与站柱（7）连接的限位件，且限位件能够在两个插接孔内部滑动调整位置；

所述光纤光栅传感器（9）两端分别与限位件端部以及支撑柱（1）的外壁连接。

2.如权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，所述对接座（5）的直径与支撑座（2）的直径相同。

3.如权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，所述对接座（5）的上端边缘位置固定设有若干个延伸杆（6），所述延伸杆（6）的顶端折弯后向远离对接座（5）的一端延伸。

4.如权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，所述限位件包括两个T型螺纹杆（4）以及两个中空套筒（14），所述中空套筒（14）的外壁对称固定有两个导向座（3），两个中空套筒（14）分别位于两个插接孔内，且每个中空套筒（14）的两个导向座（3）侧壁均开设有与插接孔内部两侧侧壁滑动卡接的卡接缺口；

每个T型螺纹杆（4）滑动贯穿对应的中空套筒（14）后通过外螺纹与站柱（7）的螺纹孔插接。

5.如权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，所述限位件包括限位杆（15），所述限位杆（15）端部穿过其中一个插接孔以后通过外螺纹转动贯穿站柱（7）的螺纹孔，且限位杆（15）的端部贯穿另一个插接孔；

所述插接孔的开口小于支撑座（2）俯视截面的二分之一。

6.如权利要求4或5所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，其中一个T型螺纹杆（4）端部以及限位杆（15）的端部均开设有环形槽，所述光纤光栅传感器（9）的一端铰接有连接套环（8），所述连接套环（8）与环形槽内转动插接。

7.如权利要求6所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，所述光纤光栅传感器（9）的另一端铰接有螺纹连接头（10），所述支撑柱（1）的侧壁转动设有插接柱（12），所述插接柱（12）的端部通过螺纹调节孔转动插接有沿着插接柱（12）径向方向分布的螺纹调节杆（13），所述螺纹调节杆（13）的上端转动设有连接块（11），且连接块（11）上开设有与螺纹连接头（10）插接的螺纹槽。

8.如权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，所述支撑柱（1）的其中两侧侧壁顶端均固定有插接座（20），且插接座（20）上开设有矩形插接口，所述矩形插接口内插接有矩形插接杆（19），所述矩形插接杆（19）的顶端固定有能够坐落在插接座（20）上端面的矩形限位座（18），所述矩形限位座（18）远离支撑柱（1）的一侧侧壁固定有向远离支撑柱（1）一侧上方倾斜分布的延伸支撑梁（17）。

9.如权利要求8所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，所述延伸支撑梁（17）远离矩形限位座（18）的一端固定有水平分布的托盘（16），所述托盘（16）上端面开设有调节槽，所述调节槽内滑动设有T型对接块（21）。

10.如权利要求9所述的一种基于光纤光栅传感器的稳定装置，其特征在于，所述调节槽内部径向侧壁固定有若干个向调节槽内部底端下方弯曲分布的缓冲钢片（22），且缓冲钢片（22）的端部抵在T型对接块（21）外壁。

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