CN210565611U - 一种光纤光栅测力螺栓 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光纤光栅测力螺栓，包括螺栓主体，螺母、光纤、金属细管，所述螺栓主体两边分别与所述螺母相连，所述螺栓主体上开设有用于放置所述金属细管的容纳槽，所述金属细管封装在所述容纳槽内，所述光纤穿入所述金属细管中；所述光纤上设置有光纤光栅，所述光纤光栅位于所述螺栓主体的中心位置。采用上述方案的有益效果是：具有测量精度高、范围广、抗电磁干扰能力强、适合各种恶劣环境等优点。与传统的有源传感器不同，在监测和光纤信号传输过程中完全无电。能有效的监测螺栓是否松动。本传感器应用在光纤传感系统，传感和传输系统不带电，通过波分复用技术实现多点监测，具有稳定性高，结构简单，方便安装方便等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及螺栓测力领域，尤其涉及一种光纤光栅测力螺栓。
背景技术
螺栓预紧力就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。对于一个特定的螺栓而言，其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力相关。
预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。不过“物极必反”，过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。因此准确的确定螺栓预紧力是非常重要的。
目前市面上常见的螺栓预紧力传感器主要分为两类，一类是直接测量螺栓产生的预紧力，一类是间接测量螺栓预紧力。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种用于特殊环境的监测，比如高电压环境的紧固螺栓必须保证做到高低电位的隔离，而光纤光栅测力螺栓具有优良的绝缘性能测量、精度高、抗电磁干扰能力强。
本实用新型的技术方案是：一种光纤光栅测力螺栓，包括螺栓主体，螺母、光纤、金属细管，所述螺栓主体两边分别与所述螺母相连，所述螺栓主体上开设有用于放置所述金属细管的容纳槽，所述金属细管封装在所述容纳槽内，所述光纤穿入所述金属细管中；所述光纤上设置有光纤光栅，所述光纤光栅位于所述螺栓主体的中心位置。
优选地，还包括止动环，所述止动环与所述光纤相连；所述止动环与所述螺母相连固定后不能调整位置，所述螺栓主体另一端的所述螺母可以根据需要调整位置。
优选地，所述光纤外还套设有保护套、保护管和光纤接头，所述保护套和保护管设置在所述螺栓主体外一边的光纤上并与所述光纤接头相连，所述螺栓主体外另一边的温度光纤光栅裸露在空气中。
优选地，所述光纤裸露在空气中作为温度光纤光栅。
优选地，还包括固定件(3)，所述固定件为353ND胶，所述光纤通过353ND胶固定在所述容纳槽内。
有益效果为：提供了一种光纤光栅测力螺栓，具有测量精度高、范围广、抗电磁干扰能力强、适合各种恶劣环境等优点。与传统的有源传感器不同，在监测和光纤信号传输过程中完全无电。能有效的监测螺栓是否松动。本传感器应用在光纤传感系统，传感和传输系统不带电，通过波分复用技术实现多点监测，具有稳定性高，结构简单，方便安装方便等优点。
附图说明
图1为本实用新型一种光纤光栅测力螺栓的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、金属细管，2、温度光纤光栅，3、固定件，4、螺栓主体，5、光纤光栅，6、止动环， 7、保护套，8、保护管，9、光纤，10、光纤接头，11、螺母。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，为本实用新型一种光纤光栅测力螺栓，包括螺栓主体4，螺母11、光纤9、金属细管1，螺栓主体4两边分别与所述螺母11相连，螺栓主体4上开设有用于放置金属细管1的容纳槽，金属细管1封装在容纳槽内，光纤9穿入所述金属细管1中；光纤9上设置有光纤光栅5，光纤光栅5位于螺栓主体4的中心位置。
还包括止动环6，止动环6与所述光纤9相连；所述止动环6与所述螺母11相连固定后不能调整位置，所述螺栓主体4另一端的所述螺母11可以根据需要调整位置。
光纤9外还套设有保护套7、保护管8和光纤接头10，保护套7和保护管8设置在螺栓主体4外一边的光纤9上并与光纤接头10相连，螺栓主体4外另一边的温度光纤光栅2裸露在空气中。
温度光纤光栅2裸露在空气中作为温度光纤光栅。
固定件3为353ND胶，光纤9通过353ND胶固定在容纳槽内。
具体地，当螺母11跟螺栓主体4拧紧时，螺栓主体4会产生相应的形变，从而使得光纤光栅5受到拉伸，通过检测光纤光栅5的波长变化量即可计算出螺栓主体4上表面所受到的压力，从而实现对螺栓主体4受力的监测。
工作原理为：光纤光栅5测力由光纤光栅和螺栓主体4构成，进行压力测量时，当螺栓主体4上表面受到力的作用时，螺栓主体4内表面(内表面类似压力膜的作用)会产生形变，使基体内表面上的两个光纤固定位置的距离产生变化，从而使光纤光栅5受到拉伸，其波长随之发生变化。
光纤光栅测力螺栓的拉力计算：
λ0测力螺栓的拉力光纤光栅初始波长，单位：nm；
λ测力螺栓拉力光纤光栅实际的中心波长，单位：nm；
λr温度补偿传感器的实测波长，单位：nm；
λr0温度补偿传感器的初始波长，单位：nm；
Br温度补偿传感器的温度系数，单位：℃/pm；
Bε测力螺栓拉力光纤光栅的温度系数，单位：℃/pm；
Aε测力螺栓拉力光纤光栅的拉力系数，单位：Mpa/pm。
温度补偿传感器的温度系数，测力螺栓的拉力光纤光栅温度系数及拉力系数均为实际标定数据所得到。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种光纤光栅测力螺栓，其特征在于：包括螺栓主体(4)，螺母(11)、光纤(9)、金属细管(1)，所述螺栓主体(4)两边分别与所述螺母(11)相连，所述螺栓主体(4)上开设有用于放置所述金属细管(1)的容纳槽，所述金属细管(1)封装在所述容纳槽内，所述光纤(9)穿入所述金属细管(1)中；所述光纤(9)上设置有光纤光栅(5)，所述光纤光栅(5)位于所述螺栓主体(4)的中心位置。
2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅测力螺栓，其特征在于：还包括止动环(6)，所述止动环(6)与所述光纤(9)相连；所述止动环(6)与所述螺母(11)相连固定后不能调整位置，所述螺栓主体(4)另一端的所述螺母(11)可以根据需要调整位置。
3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅测力螺栓，其特征在于：所述光纤(9)外还套设有保护套(7)、保护管(8)和光纤接头(10)，所述保护套(7)和保护管(8)设置在所述螺栓主体(4)外一边的光纤(9)上并与所述光纤接头(10)相连，所述螺栓主体(4)外另一边的温度光纤光栅(2)裸露在空气中。
4.根据权利要求2所述的一种光纤光栅测力螺栓，其特征在于：所述光纤(9)裸露在空气中作为温度光纤光栅。
5.根据权利要求1所述的一种光纤光栅测力螺栓，其特征在于：还包括固定件(3)，所述固定件(3)为353ND胶，所述光纤(9)通过353ND胶固定在所述容纳槽内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920743994.4U CN210565611U (zh) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | 一种光纤光栅测力螺栓 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920743994.4U CN210565611U (zh) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | 一种光纤光栅测力螺栓 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210565611U true CN210565611U (zh) | 2020-05-19 |
Family
ID=70631444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920743994.4U Active CN210565611U (zh) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | 一种光纤光栅测力螺栓 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210565611U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112229552A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-15 | 武汉科技大学 | 不受扭矩影响的螺栓分布式受力状态监测光纤光栅传感器 |
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2019
- 2019-05-23 CN CN201920743994.4U patent/CN210565611U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112229552A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-15 | 武汉科技大学 | 不受扭矩影响的螺栓分布式受力状态监测光纤光栅传感器 |
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