CN207197707U - 一种纯弯曲应变光纤光栅传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纯弯曲应变光纤光栅传感器,包括应变件、第一连接件、第一椭圆板、第二椭圆板、第一转轴、第二连接件、第一弧形板、第二弧形板、第一通孔、第三椭圆板、第二转轴、光纤光栅、第一滑动件、第一固定板、第二固定板、伸缩组件、第二通孔、第三转轴、伸缩板、滑块、滑轨、固定端子和第二滑动件，本实用新型结构紧凑，有效地解决了工程应用中被测物体单一弯曲应变测量问题，能够获得被测物体准确的弯曲应变变化量，为工程应用中仅需单一弯曲应变测量提供了一种可靠的传感技术，提高了工程效率；有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤传感技术领域，涉及一种纯弯曲应变光纤光栅传感器。
背景技术
目前，桥梁大坝、隧道、公路、建筑物等工程结构物表面或内部的应力应变监测普遍采用的是应变计(如电阻应变传感器、光纤光栅应变传感器等)，将传感器两端固定于结构物表面，或将传感器埋入结构物内部，用于监测传感器两端固定区域的应力应变变化，当应力应变值过大时，能够反映出结构体受到外界较大撞击力或结构体老化承受能力减弱等状况。由此通过应变传感器可以由监测局部区域的应力应变变化反映出结构体整体健康状况。因此，结构物的应力应变监测已经成为各工程应用健康监测必不可少的手段。但是，最重要的应变传感器在受到侧向弯曲力、或横向拉压力时，都会使得传感器应力应变发生变化，而结构物的侧向力和横向力对结构体本身的危害效果相差很大，若不能对侧向弯曲力单独测量的话，对工程应用的数据参考价值将大打折扣。
实用新型内容
本实用新型具体技术方案如下：
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种纯弯曲应变光纤光栅传感器，包括光纤光栅，所述光纤光栅上表面设有与其平行且固定连接的应变件；所述应变件的两端上下表面均滑动连接有滑动件；所述滑动件上固定有固定端子，所述应变件包括第一连接件和若干第二连接件；所述第一连接件包括第一椭圆板；所述第一椭圆板上竖直设有向下延伸且呈轴对称的两个第一转轴；所述第一转轴自由端垂直连接有与所述第一椭圆板平齐的第二椭圆板。
优化的，所述第二连接件包括第一弧形板；所述第一弧形板外凸端下表面竖直设有向下延伸的第二转轴；所述第二转轴自由端垂直连接有与所述第一弧形板平齐的第二弧形板；所述第一弧形板内凹端与第二弧形板内凹端之间固定连接有与两者均平行的第三椭圆板；所述第三椭圆板中部设有贯穿其上表面与下表面的第一通孔；所述第一通孔供所述第一转轴穿过。
优化的，所述滑动件包括第一固定板；所述第一固定板正下方设有与其平齐的第二固定板；所述第一固定板与第二固定板为结构相同且对称的两个结构；所述第一固定板下表面和所述第二固定板的上表面均设有与所述应变件平行的滑轨，所述第一固定板与第二固定板之间设有通过所述滑轨与其滑动连接的伸缩组件。
优化的，所述伸缩组件包括伸缩板；所述伸缩板一端中部设有贯穿上下表面的第二通孔；所述伸缩板另一端中部设有贯穿上下表面的第三转轴，所述第三转轴上下表面均设有在所述滑轨上滑动的两个滑块。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型结构紧凑，有效地解决了工程应用中被测物体单一弯曲应变测量问题，能够获得被测物体准确的弯曲应变变化量，为工程应用中仅需单一弯曲应变测量提供了一种可靠的传感技术，提高了工程效率；有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型应变件与滑动件整体拆装示意图；
图3为本实用新型应变件结构示意图；
图4为本实用新型滑动件结构示意图。
其中：1、应变件，11、第一连接件，111、第一椭圆板，112、第二椭圆板，113、第一转轴，12、第二连接件，121、第一弧形板，122、第二弧形板，123、第一通孔，124、第三椭圆板，125、第二转轴，2、光纤光栅，3、第一滑动件，31、第一固定板，32、第二固定板，33、伸缩组件，331、第二通孔，332、第三转轴，333、伸缩板，334、滑块，34、滑轨，4、固定端子。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-4所示，一种纯弯曲应变光纤光栅传感器，包括光纤光栅2，所述光纤光栅2上表面设有与其平行且固定连接的应变件1；所述应变件1的两端上下表面均滑动连接有滑动件3；所述滑动件3上固定有固定端子4，所述应变件1包括第一连接件11和若干第二连接件12；所述第一连接件11包括第一椭圆板112；所述第一椭圆板112上竖直设有向下延伸且呈轴对称的两个第一转轴113；所述第一转轴113自由端垂直连接有与所述第一椭圆板112平齐的第二椭圆板112；应变件与滑动件起着屏蔽掉外界的拉压应变的作用，达到测量纯弯曲力的目的。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第二连接件12包括第一弧形板121；所述第一弧形板121外凸端下表面竖直设有向下延伸的第二转轴125；所述第二转轴125自由端垂直连接有与所述第一弧形板121平齐的第二弧形板122；所述第一弧形板121内凹端与第二弧形板122内凹端之间固定连接有与两者均平行的第三椭圆板124；所述第三椭圆板124中部设有贯穿其上表面与下表面的第一通孔123；所述第一通孔123供所述第一转轴113穿过；所述的第一转轴和第二转轴其结构相同；达到在受外力时，与其连接的部位能够灵活转动的目的，同时实现相邻部件无阻碍的串接，到达灵活转动的目的。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述滑动件3包括第一固定板31；所述第一固定板31正下方设有与其平齐的第二固定板32；所述第一固定板31与第二固定板32为结构相同且对称的两个结构；所述第一固定板31下表面和所述第二固定板32的上表面均设有与所述应变件1平行的滑轨34，所述第一固定板31与第二固定板32之间设有通过所述滑轨34与其滑动连接的伸缩组件33；达到屏蔽拉伸力只承受弯曲力的目的。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述伸缩组件33包括伸缩板333；所述伸缩板333一端中部设有贯穿上下表面的第二通孔331；所述伸缩板333另一端中部设有贯穿上下表面的第三转轴332，所述第三转轴332上下表面均设有在所述滑轨上滑动的两个滑块334；应变件受到侧向力时，滑块滑动，在受到侧向力过大，滑动距离不足时，伸缩板进行伸展，从而实现应变件的弯曲变形。
本实用新型使用时：
1.通过轴孔对应的形式将第一连接接与若干第二连接件串接，将应变件串接到适当的长度。
2.将连接好的应变件与纤光栅固定连接。
3.应变件两端分别连接滑动件。
4.将滑动件与固定端子固定连接。
5.将固定端子固定在被测物两端。、
6.受到侧向力时，应变件弯曲带动光纤光栅弯曲从而将信号传送给处理器，计算受力情况。
Claims (4)
1.一种纯弯曲应变光纤光栅传感器，包括光纤光栅(2)，其特征在于：所述光纤光栅(2)上表面设有与其平行且固定连接的应变件(1)；所述应变件(1)的两端上下表面均滑动连接有滑动件(3)；所述滑动件(3)上固定有固定端子(4)，所述应变件(1)包括第一连接件(11)和若干第二连接件(12)；所述第一连接件(11)包括第一椭圆板(112)；所述第一椭圆板(112)上竖直设有向下延伸且呈轴对称的两个第一转轴(113)；所述第一转轴(113)自由端垂直连接有与所述第一椭圆板(112)平齐的第二椭圆板(112)。
2.根据权利要求1所述的一种纯弯曲应变光纤光栅传感器，其特征在于：所述第二连接件(12)包括第一弧形板(121)；所述第一弧形板(121)外凸端下表面竖直设有向下延伸的第二转轴(125)；所述第二转轴(125)自由端垂直连接有与所述第一弧形板(121)平齐的第二弧形板(122)；所述第一弧形板(121)内凹端与第二弧形板(122)内凹端之间固定连接有与两者均平行的第三椭圆板(124)；所述第三椭圆板(124)中部设有贯穿其上表面与下表面的第一通孔(123)；所述第一通孔(123)供所述第一转轴(113)穿过。
3.根据权利要求1所述的一种纯弯曲应变光纤光栅传感器，其特征在于：所述滑动件(3)包括第一固定板(31)；所述第一固定板(31)正下方设有与其平齐的第二固定板(32)；所述第一固定板(31)与第二固定板(32)为结构相同且对称的两个结构；所述第一固定板(31)下表面和所述第二固定板(32)的上表面均设有与所述应变件(1)平行的滑轨(34)，所述第一固定板(31)与第二固定板(32)之间设有通过所述滑轨(34)与其滑动连接的伸缩组件(33)。
4.根据权利要求3所述的一种纯弯曲应变光纤光栅传感器，其特征在于：所述伸缩组件(33)包括伸缩板(333)；所述伸缩板(333)一端中部设有贯穿上下表面的第二通孔(331)；所述伸缩板(333)另一端中部设有贯穿上下表面的第三转轴(332)，所述第三转轴(332)上下表面均设有在所述滑轨上滑动的两个滑块(334)。
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|---|---|---|---|---|
| CN108534663A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-14 | 郑州大学 | 免破坏u型应变计 |
| CN116793260A (zh) * | 2023-07-01 | 2023-09-22 | 中国矿业大学 | 光纤光栅曲率传感测试装置及其测试方法 |
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| CN108534663B (zh) * | 2018-04-28 | 2024-02-02 | 郑州大学 | 免破坏u型应变计 |
| CN116793260A (zh) * | 2023-07-01 | 2023-09-22 | 中国矿业大学 | 光纤光栅曲率传感测试装置及其测试方法 |
| CN116793260B (zh) * | 2023-07-01 | 2024-06-07 | 中国矿业大学 | 光纤光栅曲率传感测试装置及其测试方法 |
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