RU154472U1 - Измерительный функциональный модуль деформации - Google Patents
Измерительный функциональный модуль деформации Download PDFInfo
- Publication number
- RU154472U1 RU154472U1 RU2015107334/28U RU2015107334U RU154472U1 RU 154472 U1 RU154472 U1 RU 154472U1 RU 2015107334/28 U RU2015107334/28 U RU 2015107334/28U RU 2015107334 U RU2015107334 U RU 2015107334U RU 154472 U1 RU154472 U1 RU 154472U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical fiber
- deformation
- measuring functional
- functional module
- metal plate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
1. Измерительный функциональный модуль деформации, содержащий оптическое волокно с сформированной волоконной брэгговской решеткой, закрепленное на упругом элементе, отличающийся тем, что в него дополнительно введена волоконная брэгговская решетка для температурной коррекции измеряемой деформации, а упругий элемент выполнен в виде сложно-профилированной металлической пластины с закрепленным оптическим волокном на ее краях, причем металлическая пластина выполнена с подвижным участком, на котором расположены брегговские решетки.2. Измерительный функциональный модуль деформации по п. 1, отличающийся тем, что подвижный участок металлической пластины выполнен в центральной ее части.3. Измерительный функциональный модуль деформации по п. 1, отличающийся тем, что оптическое волокно закреплено во втулках из материала 29НК.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно чувствительным элементам измерительных функциональных модулей, обеспечивающих измерение деформации базовых несущих конструкций изделий ракетно-космической техники и объектов наземной космической инфраструктуры.
Известен высокочувствительный волоконно-оптический сенсор распределения деформации, предназначенный для систем мониторинга различных объектов на основе регистрации параметров тонкой структуры рассеянного излучения. [RU патент 123526 U1. G01N 21/00. высокочувствительный волоконно-оптический сенсор распределения деформации. Опубл. 27.12.2012]. Сенсор состоит из оптического волокна с армирующим покрытием в виде трех прямых, стальных, однородных, калиброванных, одинакового диаметра и одинаково натянутых проволок, плотно прилегающих к полимерному покрытию оптического волокна и защитной полимерной оболочкой, и дополнительно содержит уплотняющие элементы, заполняющие пустоты между оптическим волокном и армирующим покрытием.
Недостатком указанного технического решения является использование упрочняющих элементов в виде проволок, располагаемых вдоль всего оптического волокна, что в свою очередь существенно увеличивает массогабаритные характеристики всего изделия.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является волоконно-оптический преобразователь деформации, включающий оптическое волокно, содержащее по крайней мере одну волоконную решетку Брэгга, причем оптическое волокно закреплено на упругом элементе в виде пластинки из монокристалла сапфира, или кремния, или кварца. [RU патент 135119 U1. G01D 5/353. Волоконно-оптический преобразователь деформации. Опубл. 27.11.2013 г.].
Недостатками данного преобразователя являются: относительно низкая чувствительность к воздействию деформации, обусловленная принципом построения преобразователя на деформации изгиба упругого элемента; низкая надежность преобразователя деформации, обусловленная выполнением упругого элемента из монокристалла сапфира, кремния или кварца.
Целью заявляемой полезной модели является увеличение чувствительности и повышение надежности измерительного функционального модуля деформации.
Поставленная цель достигается тем, что в измерительный функциональный модуль деформации, содержащий оптическое волокно со сформированной волоконной брэгговской решеткой, закрепленное на упругом элементе, отличающийся тем, что в него дополнительно введена волоконная брэгговская решетка для температурной коррекции измеряемой деформации, а упругий элемент выполнен в виде сложно-профилированной металлической пластины с закрепленным оптическим волокном на ее краях, причем металлическая пластина выполнена с подвижным участком, на котором расположены брегговские решетки. Причем подвижный участок металлической пластины выполнен в центральной ее части.
Введение плоской сложно-профилированной пластины позволяет увеличить чувствительность измерения деформации путем точного позиционирования волоконных брэгговских решеток для измерения деформации и ее температурной коррекциии относительно центра сложно-профилированной металлической пластины, выполняющей роль масштабирующего элемента. Повышение надежности обусловлено жесткой фиксацией измерительного функционального модуля деформации на исследуемом объекте.
На фиг. 1 представлен измерительный функциональный модуль деформации.
Фиг. 2 поясняет принцип работы измерительного функционального модуля деформации.
Измерительный функциональный модуль деформации содержит чувствительный элемент деформации 1 и канал температурной коррекции 2, выполненных на основе волоконных брэгговских решеток. Чувствительный элемент деформации 1 и канал температурной коррекции 2 сформированны на одном и том же металлизированном оптическом волокне 3, оконцованное оптическим разъемом типа FC/APC 4. Оптическое волокно с волоконными брэгговскими решетками установлено в канавке треугольного сечения на верхней грани сложно-профилированной пластины 5, причем волоконные брэгговские решетки равноудалены от середины пластины. Фиксация оптического волокна осуществлена при помощи ситаллоцемента или высокотемпературного клея во втулках 6, которые запрессованны в отверстиях на торцах пластины 5. Материал втулки 29НК выбран для обеспечения наилучших адгезионных свойств при использовании ситаллоцемента или высокотемпературного клея. Участок оптического волокна с волоконными брэгговсими решетками посередине пластины не фиксируется. В конструкции пластины 5 предусмотрены зоны снятия напряжения 7, выполненные в подвижной пластине и обеспечивающие запас хода для растяжения и сжатия волоконных брэгговских решеток. Измерительный функциональный модуль деформации закреплен на исследуемом объекте при помощи точечной сварки в двенадцати точках 8 расположенных симметрично на боковых утонениях пластины.
Измерительный функциональный модуль деформации работает следующим образом.
Измерительный функциональный модуль деформации подключается через оптическую розетку 9 с помощью оптического разъема типа FC/APC 4 к блоку преобразования информации 10, в состав которого входит источник излучения 11, мультиплексор 12 и приемник излучения 13. Оптический сигнал Φ0 (λ1, λ2), сформированный источником излучения 9, через мультиплексор 12, оптическую розетку 9 и разъем 4 подается в оптическое волокно 3. Воздействие деформационных нагрузок ξ и температуры T на исследуемый объект приводит к растяжению или сжатию серединного участка металлической пластины 5. Деформация пластины 5 приводит к изменению периода волоконной брэгговской решетки деформации 1 и температурной коррекции 2. В результате чего возникают сдвиги резонансных длин волн λ1(ξ) и λ2(T). Световые потоки Φ1 и Φ2, полученные в результате сдвига резонансных длин волн передаются через приемник излучения 13 на схему обработки сигнала 14 в виде токового значения I (Φ1, Φ2). После схемы обработки формируются функциональные зависимости деформации ƒ′=ξ(t) и ƒ″=T(t) температуры от времени.
Снижение температурной погрешности при измерении деформации осуществляется каналом температурной коррекции 2, на основании зависимости ƒ″=T(t). Высокие точностные характеристики достигаются путем одновременного измерения деформации и температуры в одной и той же точке.
Технический результат заключается в увеличении чувствительности и повышения надежности путем использования плоской сложно-профилированной пластины в качестве масштабирующего элемента деформации и элемента крепежа модуля к исследуемому объекту.
Claims (3)
1. Измерительный функциональный модуль деформации, содержащий оптическое волокно с сформированной волоконной брэгговской решеткой, закрепленное на упругом элементе, отличающийся тем, что в него дополнительно введена волоконная брэгговская решетка для температурной коррекции измеряемой деформации, а упругий элемент выполнен в виде сложно-профилированной металлической пластины с закрепленным оптическим волокном на ее краях, причем металлическая пластина выполнена с подвижным участком, на котором расположены брегговские решетки.
2. Измерительный функциональный модуль деформации по п. 1, отличающийся тем, что подвижный участок металлической пластины выполнен в центральной ее части.
3. Измерительный функциональный модуль деформации по п. 1, отличающийся тем, что оптическое волокно закреплено во втулках из материала 29НК.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015107334/28U RU154472U1 (ru) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Измерительный функциональный модуль деформации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015107334/28U RU154472U1 (ru) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Измерительный функциональный модуль деформации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU154472U1 true RU154472U1 (ru) | 2015-08-27 |
Family
ID=54015852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015107334/28U RU154472U1 (ru) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Измерительный функциональный модуль деформации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU154472U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611589C1 (ru) * | 2015-12-02 | 2017-02-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Способ изготовления чувствительного элемента спектрального преобразователя деформации |
-
2015
- 2015-03-03 RU RU2015107334/28U patent/RU154472U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611589C1 (ru) * | 2015-12-02 | 2017-02-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Способ изготовления чувствительного элемента спектрального преобразователя деформации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108895978B (zh) | 一种基于裸光纤的光纤应变传感器灵敏度标定方法 | |
US9109883B2 (en) | High resolution large displacement/crack sensor | |
CN109196394A (zh) | 利用光纤光栅传感器的位移检测装置及其灵敏度、耐久性的调节方法 | |
CN108760109A (zh) | 基于布拉格光纤光栅的可变量程的土体压力测量装置和方法 | |
US10620018B2 (en) | Method for measuring the displacement profile of buildings and sensor therefor | |
Li et al. | Design of an enhanced sensitivity FBG strain sensor and application in highway bridge engineering | |
KR20100070217A (ko) | 가변형 회절 격자 장치 | |
CN103940359A (zh) | 一种光纤光栅差动应变片及其制作和使用方法 | |
US7729567B2 (en) | Fiber optic transducer for simultaneous pressure and temperature measurement in fluid flow | |
RU2422786C1 (ru) | Тензометрический преобразователь | |
JP2005147900A (ja) | Ofdr方式の歪連続分布計測装置 | |
KR101179169B1 (ko) | 변형률계를 구비한 온도 보상 로드 셀 | |
Villatoro et al. | Multicore fiber sensors | |
JP2014041054A (ja) | 水分センサ | |
RU154472U1 (ru) | Измерительный функциональный модуль деформации | |
CN107504988B (zh) | 基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统 | |
CN110806274B (zh) | 基于多纵模自混合效应的应变传感测量装置及方法 | |
JPH11173820A (ja) | 歪センサ、その製造方法及びその歪センサを利用した計測システム | |
CN109708586A (zh) | 一种光纤布拉格光栅应变传感器的封装方法 | |
Vallan et al. | Static characterization of curvature sensors based on plastic optical fibers | |
Alves et al. | Fiber Bragg sensor interrogation system based on a CCD spectrometer | |
RU163305U1 (ru) | Волоконно-оптический датчик деформации (продольного растяжения/сжатия) | |
Fusiek et al. | Temperature-independent high-speed distributed voltage measurement using intensiometric FBG interrogation | |
CN108139236A (zh) | 传感器贴片及其制造传感器贴片的方法 | |
Eum et al. | Process/health monitoring for wind turbine blade by using FBG sensors with multiplexing techniques |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
PD1K | Correction of name of utility model owner |