CN220120081U - 一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，涉及光纤光栅传感器技术领域，包括底座和上盖，温补端子上粘贴有温补光纤光栅；波登管安装座内设置有通孔，通孔的一端螺纹连接有水管转接头，另一端通过胶水粘连波登管，波登管的另一端使用胶水密封连接有调节端子固定座，高强抗拉应变光纤光栅粘贴在调节端子和粘结端子之间，并和粘连在粘结端子上的温补光纤光栅相连，上盖的两侧螺纹连接有两组压线端子，一组压线端子的首端引线粘连到温补端子上，用于与温补光纤光栅相连，另一组压线端子的首端引线粘连到调节端子上，用于与高强抗拉应变光纤光栅相连，本实用新型解决现有技术中存在的精度低、体积大的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤光栅传感器技术领域，尤其是一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪。
背景技术
光纤光栅自问世以来，已广泛应用于光纤传感领域，由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本以及和普通光纤的良好的兼容性等优点，所以越来越受人们的关注，并由于光纤光栅的谐振波长对应力应变和温度的变化敏感，所以主要用于温度和应力应变的测量；
在现有的光纤光栅静力水准仪中分辨精度最高只能达到0.5‰，无法在高精度要求的场所使用，且体积较大，无法在狭小的空间内使用，为适用于高精度，狭小的场所，故而急需研发一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪,可以解决现有技术中存在的精度低、体积大的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，通过高强抗拉应变光纤光栅压缩和拉伸反映外界高度差，而由于高强抗拉应变光纤光栅反应灵敏，精度高，故而可以解决现有传感器精度低、测量不准确的问题。
本实用新型提供了如下的技术方案：
一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，包括底座和可拆卸盖合连接在底座上的上盖，温补端子设置在底座的中心，其上粘贴有温补光纤光栅；
底座上还通过螺纹连接有波登管安装座以及粘结端子固定座，波登管安装座内设置有通孔，通孔的一端螺纹连接有水管转接头，水管转接头的另一端穿出上盖侧壁与参照物水管连接；
通孔的另一端通过胶水粘连波登管，波登管的另一端使用胶水密封连接有调节端子固定座，调节端子固定座上螺纹连接有调节端子；
粘结端子固定座上螺纹连接有粘结端子，且高强抗拉应变光纤光栅粘贴在调节端子和粘结端子之间，并和粘连在粘结端子上的温补光纤光栅相连，上盖的两侧螺纹连接有两组压线端子，一组压线端子的首端引线粘连到温补端子上，用于与温补光纤光栅相连，另一组压线端子的首端引线粘连到调节端子上，用于与高强抗拉应变光纤光栅相连。
优选的，调节端子固定座上还设置有一组用于与波登管连通的排气孔，排气孔的孔口连接有封堵用的排气螺丝，在旋开排气螺丝后，波登管进水，其内部的原始气体则可由排气孔中排出，且在排气孔出水后，将排气螺丝拧紧封死即可。
优选的，调节端子上设置有调节螺母，调节螺母用于与调节端子固定座螺纹连接，且通过调节螺母来对高强抗拉应变光纤光栅进行预拉，将其波长预拉到10nm以上，从而来保证传感器的精度和量程。
优选的，位于上盖外的压线端子尾端引线为铠装光缆，且压线端子外套有光缆外护套，光缆外护套采用PVC橡胶套管，压线端子、上盖、调节螺母、波登管安装座、水管转接头、调节端子固定座、调节端子、粘结端子固定座、粘结端子、排气螺丝以及底座均采用304不锈钢，所述波登管和所述温补端子采用316L不锈钢，可防腐防锈。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型整体结构简单、安装方便快捷，通过高强抗拉应变光纤光栅压缩和拉伸反映外界高度差，该应变光纤光栅反应灵敏，精度高，故而可以解决现有传感器精度低、测量不准确的问题；
2、同时，本实用新型通过设置上盖和底座形成封闭式壳体，从而可以克服在潮湿空气中传感器内部凝结的问题，而采用高强抗拉应变光纤光栅作为采集元件，则可以进一步解决电磁干扰的问题，大大延长了传感器的使用寿命，提高了传感器的可靠性，且其相比有些采用等强度梁作为敏感采集元件的结构，也确保了可以将位移量直接作用到光纤光栅上，来提供测量精度和准确度；
3、通过在调节端子固定座上设置排气螺丝，在旋开排气螺丝后，从而可以在通液时将波登管内的空气排出，让液体充满内腔，可以解决空气随温度变化而出现不可控的膨胀或压缩的问题，避免影响测量精度
4、通过增加温度光纤光栅，可以对温度自补偿，来消除温度对测试结果的影响。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型小型化高精度光纤光栅静力水准仪的侧视示意图；
图2为图1中沿A-A方向上的结构剖视图；
图3为本实用新型中应变光纤光栅粘贴局部示意图；
图中的标记：1、高强抗拉应变光纤光栅；2、温补光纤光栅；3、波登管；4、上盖；5、温补端子；6、压线端子；7、光缆外护套；8、底座；9、波登管安装座；10、水管转接头；11、调节端子固定座；12、调节螺母；13、调节端子；14、粘结端子固定座；15、粘结端子；111、排气螺丝。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，在本实施例中，包括底座8和可拆卸盖合连接在底座8上的上盖4，其中具体可通过底座8侧面设置的三个沿圆周均匀分布的螺纹孔实现与上盖4的螺纹连接，温补端子5设置在底座8的中心，其上粘贴有温补光纤光栅2；底座8上还通过螺纹连接有波登管安装座9以及粘结端子固定座14，波登管安装座9内设置有通孔，通孔的一端螺纹连接有水管转接头10，水管转接头10的另一端穿出上盖4侧壁与参照物水管连接；
通孔的另一端通过胶水粘连波登管3，波登管3的另一端使用胶水密封连接有调节端子固定座11，调节端子固定座11上螺纹连接有调节端子13；
粘结端子固定座14上螺纹连接有粘结端子15，且高强抗拉应变光纤光栅1粘贴在调节端子13和粘结端子15之间，并和粘连在粘结端子15上的温补光纤光栅2相连，上盖4的两侧螺纹连接有两组压线端子6，一组压线端子6的首端引线粘连到温补端子5上，用于与温补光纤光栅2相连，另一组压线端子6的首端引线粘连到调节端子13上，用于与高强抗拉应变光纤光栅1相连。
调节端子13上设置有调节螺母12，调节螺母12用于与调节端子固定座11螺纹连接，且通过调节螺母12来对高强抗拉应变光纤光栅1进行预拉，将其波长预拉到10nm以上，从而来保证传感器的精度和量程。
位于上盖4外的压线端子6尾端引线为铠装光缆，且压线端子6外套有光缆外护套7，光缆外护套7采用PVC橡胶套管，压线端子6、上盖4、调节螺母12、波登管安装座9、水管转接头10、调节端子固定座11、调节端子13、粘结端子固定座14、粘结端子15以及底座8均采用304不锈钢，波登管3和温补端子5采用316L不锈钢，可防腐防锈。
实施例2
如图3所示，一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，在本实施例中，是在实施例1的基础上的进一步限定，调节端子固定座11上还设置有一组用于与波登管3连通的排气孔，排气孔的孔口连接有封堵用的排气螺丝111，在旋开排气螺丝111后，波登管3进水，其内部的原始气体则可由排气孔中排出，且在排气孔出水后，将排气螺丝111拧紧封死即可。
本实用新型的工作原理是：使用时，首先通过底座8上的四个安装孔与被测物体连接，并通过参照物水管将参照物体的水连接到水管转接头10上，当外界有高度差时，使水挤压波登管3，让波登管3尾端发生形变，则可带动密封在其上的调节端子固定座11发生位移，从而使粘贴在调节端子固定座11上的高强抗拉应变光纤光栅1拉伸，高强抗拉应变光纤光栅1发生形变可以影响内部光的波长变化，最终反映外界高度差，准确的监测被测体的高度差情况；
其中波登管3尾端形变位移量和外界高度差呈线性关系，通过调节螺母12对高强抗拉应变光纤光栅1进行预拉，将其波长预拉到10nm以上，从而可以保证传感器的精度和量程，而通过增加温度光纤光栅，则可以对温度自补偿，消除温度对测试结果的影响。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (4)
1.一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，其特征在于，包括底座(8)和可拆卸盖合连接在底座(8)上的上盖(4)，温补端子(5)设置在所述底座(8)的中心，其上粘贴有温补光纤光栅(2)；
所述底座(8)上还通过螺纹连接有波登管安装座(9)以及粘结端子固定座(14)，所述波登管安装座(9)内设置有通孔，所述通孔的一端螺纹连接有水管转接头(10)，所述水管转接头(10)的另一端穿出上盖(4)侧壁与参照物水管连接；
所述通孔的另一端通过胶水粘连波登管(3)，所述波登管(3)的另一端使用胶水密封连接有调节端子固定座(11)，所述调节端子固定座(11)上螺纹连接有调节端子(13)；
所述粘结端子固定座(14)上螺纹连接有粘结端子(15)，且高强抗拉应变光纤光栅(1)粘贴在调节端子(13)和粘结端子(15)之间，并和粘连在粘结端子(15)上的温补光纤光栅(2)相连，所述上盖(4)的两侧螺纹连接有两组压线端子(6)，一组压线端子(6)的首端引线粘连到温补端子(5)上，用于与温补光纤光栅(2)相连，另一组压线端子(6)的首端引线粘连到调节端子(13)上，用于与高强抗拉应变光纤光栅(1)相连。
2.根据权利要求1所述的一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，其特征在于，所述调节端子固定座(11)上还设置有一组用于与波登管(3)连通的排气孔，所述排气孔的孔口连接有封堵用的排气螺丝(111)。
3.根据权利要求1所述的一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，其特征在于，所述调节端子(13)上设置有调节螺母(12)，所述调节螺母(12)用于与调节端子固定座(11)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种小型化高精度光纤光栅静力水准仪，其特征在于，位于上盖(4)外的压线端子(6)尾端引线为铠装光缆，且所述压线端子(6)外套有光缆外护套(7)，所述光缆外护套(7)采用PVC橡胶套管，所述压线端子(6)、上盖(4)、调节螺母(12)、波登管安装座(9)、水管转接头(10)、调节端子固定座(11)、调节端子(13)、粘结端子固定座(14)、粘结端子(15)、排气螺丝(111)以及底座(8)均采用304不锈钢，所述波登管(3)和所述温补端子(5)采用316L不锈钢。
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