CN2646668Y - 可重复使用的光纤光栅应变传感器 - Google Patents

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刘育梁
钟少龙
田珂珂
王永治
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Beijing Jing'ao Optronics Sci. & Tech. Co., Ltd.
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Abstract

一种可重复使用的光纤光栅应变传感器，其特征在于，其中包括：两安装底座，该安装底座为L形，在安装底座的一边纵向开有一开口槽，该两安装底座相对、相隔一距离固定在待测结构的表面上；在两安装底座上的开口槽内放置有一光纤光栅应变传感器；在两安装底座上的开口槽的两侧用四个螺母将光纤光栅应变传感器固定。

Description

可重复使用的光纤光栅应变传感器
技术领域
本实用新型属于光纤光栅传感技术领域，具体涉及一种可重复使用的光纤光栅应变传感器，特别适合于机械、桥梁、道路、建筑结构的应变或应力的精确测量，以实现质量控制和使用维护。
背景技术
自1978年Hill等人首先在掺锗光纤中利用驻波干涉法制作出第一只光纤光栅以来，由于其独特优点光纤光栅已成为近年来发展最为迅速的无源器件之一，在光纤通信和光纤传感等领域均有着广阔的应用前景。它是利用光纤材料的光敏性，在光纤纤芯内形成空间相位光栅，当光信号中的某一入射波长满足反射条件时，将有部分正向传输的光被耦合为反向传输模，并沿原光路反射回光纤，从而在纤芯内形成一个窄带滤波器。
光纤光栅传感技术是伴随着光纤光栅制作技术及光纤光栅通信技术的发展而另辟蹊径的一种崭新的传感技术。当光纤光栅受到应力或者温度等物理量的作用时，满足反射条件的的光波长产生变化。通过监测反射波长的变化就可以制成用于检测应力、应变及温度等诸多参量的光纤光栅传感器。与普通光纤传感器相比，其传感信号直接调制光波波长，具有如下优点：
1)不受光源强度起伏、连接损耗及光纤弯曲损耗等影响，稳定性好，测量精度高；
2)传感信号线性关系好；
3)便于利用波分复用技术串联多个光纤光栅形成分布式传感网络。
由于光纤光栅传感器体积小、重量轻，在做应变传感测量时通常把光纤光栅用特定的粘胶粘接固定在待测结构表面。在短期监测完成后，由于粘接点不易清除，无法取下光纤光栅传感器，因而无法重复使用。同时由于粘接点固定，其测量标距和测量灵敏度也无法调节。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种可重复使用的光纤光栅应变传感器，其可通过螺母将光纤光栅传感器固定在安装底座上，可以方便的拆卸和调整光纤光栅传感器，既可以降低测量成本，又可以灵活地调整测量灵敏度。
本实用新型一种可重复使用的光纤光栅应变传感器，其特征在于，其中包括：
两安装底座，该安装底座为L形，在安装底座的一边纵向开有一开口槽，该两安装底座相对、相隔一距离固定在待测结构的表面上；在两安装底座上的开口槽内放置有一光纤光栅应变传感器；在两安装底座上的开口槽的两侧用四个螺母将光纤光栅应变传感器固定。
其中安装底座是用螺栓固定在待测结构的表面上。
其中安装底座是点焊固定在待测结构表面上。
其中在两安装底座上的开口槽的宽度与光纤光栅应变传感器的直径相同。
附图说明
为进一步说明本实用新型的技术内容，以下结合附图及实施例对本实用新型作一详细的描述，其中：
图1为本实用新型的结构剖视图；
图2为图1的俯视图。
具体实施方式
参阅图1和图2，其中1为待测结构、2为螺栓、3为底座螺母、4为传感器安装底座、5传感器固定螺母、6光纤光栅应变传感器、7为引出光纤；
本实用新型一种可重复使用的光纤光栅应变传感器，其中包括：
两安装底座4，该安装底座4为L形，在安装底座4的一边纵向开有一开口槽41，该两安装底座4相对、相隔一距离固定在待测结构1的表面上，该安装底座4是用螺栓2固定在待测结构1的表面上或用点焊固定在待测结构表面1上；在两安装底座4上的开口槽41内放置有一光纤光栅应变传感器6，该两安装底座4上的开口槽41的宽度与光纤光栅应变传感器6的直径相同；在两安装底座4上的开口槽41的两侧用四个螺母5将光纤光栅应变传感器6固定。
当有应力作用于待测结构表面，使其产生应变时，安装固定在待测结构表面的两传感器安装底座4之间的距离会随之产生变化。由于光纤光栅应变传感器6与安装底座4之间是刚性连接，则光纤光栅应变传感器受到轴向应力作用，从而其栅距和有效折射率发生变化。这样光纤光栅应变传感器反射的光信号的中心波长就会发生漂移，实现了对结构表面应力的测量。
本实用新型具有如下主要优点：
1、传感器安装底座可以根据监测需要采用多种方式固定在待测结构表面：如螺栓紧固、粘接或者直接焊接等；
2、通过改变两个传感器安装底座之间的距离可以方便地调节测量标距和测量灵敏度，以适应不同的测量需要；
3、光纤光栅应变传感器与安装底座之间为刚性连接，可以通过预拉或预压来调整传感器的初始值；
4、可以保证光纤光栅应变传感器位于安装底座的中心线上，避免受压时发生移位，提高了稳定性。
5、短期监测完成后，光纤光栅应变传感器可以方便地从安装底座上取下重复使用，并且延长了光纤光栅的使用寿命，降低了测量成本；
6、在长期监测时，可以将螺母与安装底座点焊，可以防止振动导致螺母松动，避免引入测量误差；
从上面的描述中可以清楚地看出，本实用新型提出的可重复使用的光纤光栅应变传感器具有安装使用灵活、稳定性高、监测精度高等优点。虽然参照上述实施例详细地描述了本发明，但是应该理解本发明并不限于所公开的实施例，对于本专业领域的技术人员来说，可对其形式和细节进行各种改变。本实用新型意欲涵盖所附权利要求书的精神和范围内的各种变型。

Claims (4)

1、一种可重复使用的光纤光栅应变传感器，其特征在于，其中包括：
两安装底座，该安装底座为L形，在安装底座的一边纵向开有一开口槽，该两安装底座相对、相隔一距离固定在待测结构的表面上；在两安装底座上的开口槽内放置有一光纤光栅应变传感器；在两安装底座上的开口槽的两侧用四个螺母将光纤光栅应变传感器固定。
2、根据权利要求1所述的可重复使用的光纤光栅应变传感器，其特征在于，其中安装底座是用螺栓固定在待测结构的表面上。
3、根据权利要求1所述的可重复使用的光纤光栅应变传感器，其特征在于，其中安装底座是点焊固定在待测结构表面上。
4、根据权利要求1所述的可重复使用的光纤光栅应变传感器，其特征在于，其中在两安装底座上的开口槽的宽度与光纤光栅应变传感器的直径相同。
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