CN202582501U - 光纤光栅应变传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光纤光栅应变传感器，包括端接尾纤的光纤光栅，金属底座及金属片，尾纤均套接松套管，并分别设置于金属底座、金属片的细槽内，松套管套接铠装光缆，铠装光缆分别设置于金属底座、金属片的宽槽内，金属片的中间处开有螺纹孔，金属底座对应螺纹孔处开有调节孔，且金属底座上设有保护盖，金属底座一端与金属片滑动配合，其另一端设置有夹片a，金属片远离夹片a的一端设置有夹片b。所述光纤光栅应变传感器固定光纤光栅两端的金属底座与金属片相分离，使得两夹片之间的应变全部集中在光纤光栅上，且两夹片之间距离大于固定光纤光栅两端粘结剂之间距离，使得应变进一步放大，提高了应变灵敏度。

Description

光纤光栅应变传感器

技术领域

本实用新型涉及一种应变传感器，尤其涉及一种光纤光栅应变传感器。

背景技术

大型结构如建筑、桥梁、井架等设施长期暴露在外界环境中，易受到恶劣环境和人为的影响出现老化或损伤。应变是表征工程结构安全的重要指标，人们通常通过检测结构的应变来评估一项工程结构的健康状况。结构体受外界作用产生的应变过大，会使结构产生裂纹、应变等损伤，进一步发展会导致结构断裂、倾塌，威胁工程安全。因此对工程结构的应变进行长期、实时、动态的监测具有非常重要的意义。

光纤光栅对应变非常敏感，已广泛应用与传感领域，特别是用于应变、温度、压力、超声波、加速度、强磁场等参数的准分布测量。而应变参数的测量是其中极为广泛的应用之一，它广泛应用于建筑结构、隧道、地铁、电力、油井等领域。国内目前已有光纤光栅应变传感器应用在结构健康监测方面，如哈尔滨工业大学、大连理工大学、北京工业大学、昆明理工大学等单位的研究人员制作了管式封装的光纤布拉格光栅应变传感器；于秀娟等人对普通片式封装的光纤布拉格光栅传感器进行了改进，将铜、钛合金或钢基片做成“工”字型；李惠等人将纤维增强聚合物封装的光纤布拉格光栅传感器用于山东滨州黄河公路大桥斜拉索的长期健康监测。上述传感器适合测量大应变，但应变测量灵敏度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种光纤光栅应变传感器，以解决传统的光纤光栅应变传感器结构复杂，应变测量灵敏度低的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种光纤光栅应变传感器，包括端接尾纤的光纤光栅，金属底座及金属片，所述尾纤均套接松套管，并分别固定设置于金属底座、金属片的细槽内，所述松套管套接铠装光缆，所述铠装光缆分别设置于金属底座、金属片的宽槽内，所述金属片的中间处设置有螺纹孔，所述金属底座对应螺纹孔处设置有用于调节金属片与金属底座之间距离的调节孔，且金属底座上设置有保护盖，所述金属底座一端与金属片滑动配合，其另一端固定设置有用于固定光纤光栅的夹片a，所述金属片远离夹片a的一端固定设置有用于固定光纤光栅的夹片b。

进一步的，所述金属底座上开有方形滑槽，所述金属片可滑动的设置于该方形滑槽内。

进一步的，所述金属底座与保护盖扣合连接，并用密封胶粘连。

进一步的，所述夹片a与金属底座通过螺钉固定连接，所述夹片b与金属片通过螺钉固定连接。

进一步的，所述尾纤通过粘结剂固定设置于金属底座、金属片的细槽内。

进一步的，所述粘结剂为紫外胶或高温胶或低温玻璃焊料。

进一步的，所述保护盖靠近夹片a一端的厚度大于该保护盖靠近夹片b一端的厚度，使得金属片可在金属底座与保护盖之间自由滑动。

进一步的，所述调节孔为腰型孔。

本实用新型的有益效果为，所述光纤光栅应变传感器固定光纤光栅两端的金属底座与金属片相分离，使得两夹片之间的应变全部集中在光纤光栅上，且两夹片之间距离大于固定光纤光栅两端粘结剂之间的距离，使得应变进一步放大，从而提高应变灵敏度；此外，该传感器结构简单、易于实现，制造方便，只需将夹片a、夹片b粘连在被测物表面，即可方便精确的测出应变量，操作简单且可靠性高，测量精度高。

附图说明

图1为本实用新型光纤光栅应变传感器的爆炸图；

图2为本实用新型光纤光栅应变传感器的结构示意图。

图中:

1、铠装光缆；2、金属底座；3、松套管；4、光纤光栅；5、粘结剂；6、金属片；7、夹片b；8、保护盖；9、夹片a。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请参照图1及图2所示，图1为本实用新型光纤光栅应变传感器的爆炸图；图2为本实用新型光纤光栅应变传感器的结构示意图。于本实施例中，一种光纤光栅应变传感器，包括端接尾纤的光纤光栅4，金属底座2及金属片6，所述尾纤均套接松套管3，并通过粘结剂5分别固定设置于金属底座2、金属片6的细槽内，所述粘结剂5为紫外胶或高温胶或低温玻璃焊料，所述松套管3套接铠装光缆1，所述铠装光缆1分别设置于金属底座2、金属片6的宽槽内，所述金属片6的中间处设置有螺纹孔，所述金属底座2对应螺纹孔处设置有腰型孔，且金属底座2上扣合连接有保护盖8，金属底座2与保护管8之间涂有密封胶，所述金属底座2一端开有方形滑槽，金属片6可滑动的设置于该方形滑槽内，其另一端开有两个螺孔，并通过螺钉固定设置有用于固定光纤光栅4的夹片a9，所述金属片6远离夹片a9的一端开有两个螺孔，并通过螺钉固定设置有用于固定光纤光栅4的夹片b7，所述保护盖8靠近夹片a9一端的厚度大于该保护盖8靠近夹片b7一端的厚度，使得金属片6可在金属底座2与保护盖8之间自由滑动。

安装时，将金属片6放入金属底座2的方形滑槽内，将光纤光栅4平铺于金属底座2与金属片6的细槽内，令整个光纤光栅4位于金属片6上，令光纤光栅4一端处于金属片6的边缘，并在靠近光纤光栅4两端约10mm的位置点入粘结剂5，待粘结剂5固化后，将光纤光栅4两端的尾纤依次套入松套管3、铠装光缆1；将金属片6上中间处的螺纹孔与金属底座2上的腰型孔用螺钉固定，调整位置保证光纤光栅4处于平直并松弛的状态，盖上保护盖8，在保护盖8与金属底座2之间涂密封胶；将夹片a9、夹片b7分别与金属底座2、金属片6用螺钉固定，拧松金属片6与金属底座2之间的螺钉，调节金属片6与金属底座2之间的距离以给光纤光栅4施加合适的预应力，拧紧金属片6与金属底座2之间的螺钉，将夹片a9、夹片b7粘连在被测物表面，拧出金属片6与金属底座2之间的螺钉，即完成了光纤光栅应变传感器的安装。

当夹片a9与夹片b7之间的结构发生拉伸应变时，金属底座2和金属片6发生相对位移，使的光纤光栅4周期和反射率受到应力而改变，从而令反射波长发生改变，通过光谱测量分析反射波长的改变量得到被测物体的拉伸应变量。

以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种光纤光栅应变传感器，其特征在于：包括端接尾纤的光纤光栅，金属底座及金属片，所述尾纤均套接松套管，并分别固定设置于金属底座、金属片的细槽内，所述松套管套接铠装光缆，所述铠装光缆分别设置于金属底座、金属片的宽槽内，所述金属片的中间处设置有螺纹孔，所述金属底座对应螺纹孔处设置有用于调节金属片与金属底座之间距离的调节孔，且金属底座上设置有保护盖，所述金属底座一端与金属片滑动配合，其另一端固定设置有用于固定光纤光栅的夹片a，所述金属片远离夹片a的一端固定设置有用于固定光纤光栅的夹片b。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于：所述金属底座上开有方形滑槽，所述金属片可滑动的设置于该方形滑槽内。

3.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于：所述金属底座与保护盖扣合连接，并用密封胶粘连。

4.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于：所述夹片a与金属底座通过螺钉固定连接，所述夹片b与金属片通过螺钉固定连接。

5.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于：所述尾纤通过粘结剂固定设置于金属底座、金属片的细槽内。

6.根据权利要求5所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于：所述粘结剂为紫外胶或高温胶或低温玻璃焊料。

7.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于：所述保护盖靠近夹片a一端的厚度大于该保护盖靠近夹片b一端的厚度。

8.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于：所述调节孔为腰型孔。

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