[實用新型]一種光纖光柵應變傳感器

無效

• 申請號: 200720075705.5
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN201104221Y
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 曹春耕
• 申請（專利權）人: 曹春耕
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01D5/353
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本實用新型涉及光纖光柵傳感技術，具體地說屬于一種光纖光柵應變傳感器。

背景技術

光纖光柵應變傳感器的工作原理是利用光纖光柵的波長受應力影響而變化，而變化量是成線性這一特征來設計的，根據傳感器波長的變化量，可以得出被測物體的表面應變的變化量。應變可分為正拉應變及負壓應變，兩者分別可通過拉伸傳感器內光纖光柵及釋放光纖光柵上的預拉力來實現。

傳統光纖光柵應變傳感器，如中國實用新型專利公告號為CN2651704Y，名稱為一種光纖光柵應變傳感器，為實現傳感器的負應變測試能力，在制作過程需要對光柵做預拉固定處理，而這種處理在實現了對負應變的測試能力的同時，也對正應變的測試量程做了限制(傳統應變傳感器測試能力在±1500με左右)。由于有些用戶只需要測試負應變，也有些用戶只需要測試正應變，所以此種光纖光柵應變傳感器在被使用場合的選擇上，有一定的局限性。而且在安裝過程中光纖光柵應變傳感器的零點波長很容易受安裝時的外力影響而發生漂移，操作很不方便。

另外傳統使用的應變傳感器還有弦式傳感器、貼片式電阻應變傳感器等，它們在安裝使用后無法拆卸再次使用，所以只能適合長時間的監測的需求，但對被測體短期的應變檢測的需求往往被忽略了，目前市場上使用的應變傳感器在設計上忽略了可裝卸使用這一點，即傳感器短期安裝檢測，并可拆卸，反復安裝使用，滿足一些廉價的短期檢測的需求。

實用新型內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的是提供一種光纖光柵應變傳感器，它既能適用于測試負應變又適用于測試正應變，且零點波長可以在安裝后進行調節而不發生漂移。

為解決上述技術問題，本實用新型的一種光纖光柵應變傳感器，包括一對底座和置于該底座上的光纖光柵應變傳感器，該光纖光柵應變傳感器中間段設有彈性梁，光纖光柵固定在彈性梁的兩端，彈性梁的兩端各連接一螺紋管，在螺紋管上各設兩個螺母，所述底座夾在兩個螺母中間，光纖光柵應變傳感器通過這4個螺母固定在底座上。

所述彈性梁外套有外管，外管的兩端內徑分別套在兩個螺紋管內端圓的外徑上，外管和螺紋管之間設有密封圈。所述的密封圈為“O”型密封圈。

本實用新型由于采用了兩端帶螺紋管的光纖光柵應變傳感器結構，可通過向內調節外側微調螺母來拉伸光纖光柵應變傳感器，調節其中心波長到需求位置；也可通過向外調節內側微調螺母，頂緊安裝底座來實現光纖光柵應變傳感器波長的更穩定性。另外，光纖光柵應變傳感器在使用的安裝過程通過調整預拉伸量，從而調整光纖光柵應變傳感器初始中心波長以確定光纖光柵應變傳感器的初始狀態。與現有技術相比，本實用新型優點是：如需要光纖光柵應變傳感器的測試范圍在0με～3000με，則將光纖光柵應變傳感器調整到初始波長即可；需要光纖光柵應變傳感器測試范圍在-1500με～+1500με，則將光纖光柵應變傳感器預拉1500με位置；需要光纖光柵應變傳感器測試范圍在-3000με～0με，則將光纖光柵應變傳感器預拉3000με位置，也就是說其在測試范圍的選擇上相當靈活；另外，本實用新型的光纖光柵應變傳感器零點波長可以在安裝后進行調節，不存在因安裝而引起的波長漂移問題。

如果做短期檢測，在檢測完成后，可向外調節外側螺母，向內調節內側螺母來將傳感器松開，實現傳感器的重復使用。

附圖說明

以下將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型光纖光柵應變傳感器的結構示意圖。

圖中：1為螺母；2為底座；3為彈性梁；4為外管；5為“O”型密封圈；6為螺紋管；7為測應變的光纖光柵。

具體實施方式

如圖1所示，兩端帶螺紋管的光纖光柵應變傳感器，包括螺母1、彈性梁3、外管4、“O”型密封圈5、螺紋管6，測應變的光纖光柵7，測應變的光纖光柵7固定在彈性梁3的兩端，彈性梁3兩端分別與兩個螺紋管6相連接，彈性梁3外套有外管4，外管4的兩端分別套接在一個螺紋管6的內端，兩螺紋管6的內端圓密封槽內各置有一個“O”型密封圈5，“O”型密封圈5與外管4的內壁相接觸。用來防止細小微粒及腐蝕性的物體侵入外管4內部，對彈性梁3及測應變的光纖光柵7造成傷害。螺母1分別套在兩端光纖光柵應變傳感器的螺紋管6上，每端兩個螺母起固定和微調作用。

先將兩安裝底座2焊接在測試件上，該測試件如大橋、大壩、鋼骨架結構、高樓承重梁等。兩端帶螺紋管的光纖光柵應變傳感器軸向安置在兩安裝底座2上部呈“U”字型開口槽內，兩呈“U”字型開口槽的兩側分別由螺紋管6上的螺母1將光纖光柵應變傳感器固定。

當測試時，向內調節光纖光柵應變傳感器兩端靠外的微調螺母1，使彈性梁3被拉伸，由于測應變的光纖光柵7固定在彈性梁3兩端，所以測應變的光纖光柵7同時被拉伸，波長便發生了相對應變化，這樣便可根據需要調節光纖光柵應變傳感器的初始波長位置，然后將內側可調螺母1往外側頂緊安裝底座2，來實現光纖光柵應變傳感器波長的更穩定性。如需要光纖光柵應變傳感器的測試范圍在0με～3000με，則將光纖光柵應變傳感器調整到初始波長即可；需要光纖光柵應變傳感器測試范圍在-1500με～+1500με，則將光纖光柵應變傳感器預拉1500με位置；需要光纖光柵應變傳感器測試范圍在-3000με～0με，則將光纖光柵應變傳感器預拉3000με位置。