[發明專利]一種光纖光柵位移傳感器

有效

• 申請號: 200810061898.8
• 申請日: 2008-05-23
• 公開（公告）號: CN101290214A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 李宏偉;劉炎;李玲;柳云國;王其東;歐進萍
• 申請（專利權）人: 寧波杉工結構監測與控制工程中心有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01D5/353
• 代理公司: 寧波海曙奧圣專利代理事務所
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種檢測傳感器，尤其是涉及一種光纖光柵位移傳感器。

背景技術

在土木工程中，結構健康監測(SHM)對保證結構的長期安全運行具有重要的意義，而位移檢測是測量技術中最基本的測量項目之一，是多種物理量測量的基礎(如：振動、位移、應變、加速度等)。位移檢測可采用位移傳感器(用來測量工程結構變形的一種傳感器)，它能給結構健康監測提供必要的數據。傳統的位移傳感器是電阻應變片式的，這種位移傳感器耐久性較差、易受強電磁場干擾、信息量有限，長期應變測試的結果會嚴重失真，不能滿足土木工程結構長期健康監測的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種耐久性能良好、測量精確度高，且結構簡單、不受電磁場干擾的光纖光柵位移傳感器。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種光纖光柵位移傳感器，該傳感器包括殼體、光纖光柵、等強度梁和測量探桿，所述的測量探桿的一端穿過設置在所述的殼體上的通孔伸入所述的殼體內，所述的殼體內設置有楔塊、連接桿和墊塊，所述的測量探桿的位于所述的殼體內的一端與所述的楔塊固定連接，所述的楔塊上沿所述的測量探桿的軸向設置有具有開口的腔體，所述的連接桿的長度大于所述的腔體的長度，所述的連接桿的一端固定連接在所述的殼體上，所述的連接桿的另一端伸入所述的腔體內，所述的連接桿上設置有拉伸彈簧，所述的拉伸彈簧的孔徑大于所述的腔體的寬度，所述的等強度梁的一端固定連接在所述的墊塊上，所述的等強度梁的另一端連接有支桿，所述的支桿的一端頂接在所述的楔塊的斜面上，所述的光纖光柵對稱粘貼在所述的等強度梁的上下表面上，所述的光纖光柵上連接有尾纖，所述的尾纖的一端粘貼在所述的等強度梁的表面上，所述的尾纖的另一端伸出殼體外。

所述的等強度梁的一端通過螺絲與所述的墊塊固定連接。

所述的測量探桿的一端通過螺紋與所述的楔塊固定連接。

所述的連接桿的一端通過螺紋與所述的殼體固定連接。

與現有技術相比，本發明的優點在于利用光纖光柵進行位移檢測，光纖光柵是一種性能優良的應變傳感元件，其抗干擾能力強，不受電磁場干擾，也不影響外界電磁場，電絕緣性能好，耐久性好，測量靈敏度高、測量精度高，可實現點測量和分布式測量；光纖光柵對稱粘貼在等強度梁的上下表面上，有效地消除了由溫度變化帶來的測量誤差；此外，本發明結構簡單、防爆性良好，不受電磁場干擾，可廣泛應用于土木工程、石油化工等惡劣工作環境的位移檢測中。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖所示，一種光纖光柵位移傳感器，該傳感器包括殼體1、光纖光柵2、等強度梁3和測量探桿4，測量探桿4的一端穿過設置在殼體1上的通孔11伸入殼體1內，所述的殼體1內設置有楔塊5、連接桿6和墊塊7，測量探桿4的位于殼體1內的一端通過螺紋與楔塊5固定連接，楔塊5上沿測量探桿4的軸向設置有具有開口的腔體51，連接桿6的長度大于腔體51的長度，連接桿6的寬度略小于腔體51的寬度，連接桿6的一端通過螺紋固定連接在殼體1上，連接桿6的另一端伸入腔體51內，連接桿6上設置有拉伸彈簧8，拉伸彈簧8的孔徑大于腔體51的寬度，等強度梁3的一端通過螺絲固定連接在墊塊7上，等強度梁3的另一端連接有支桿9，支桿9的一端頂接在楔塊5的斜面上；光纖光柵2對稱粘貼在等強度梁3的上下表面上，可以消除溫度變化帶來的測量誤差；光纖光柵2上連接有尾纖21，尾纖21的一端粘貼在等強度梁3的表面上，尾纖21的另一端伸出殼體1外。

本發明的工作原理為：當測量探桿4感知外部的某個位移而受壓時，測量探桿4推動楔塊5前進，而設置在連接桿6上的拉伸彈簧8受壓壓縮，連接桿6不斷伸入腔體51內，頂接在楔塊5的斜面上的支桿9在斜面上相對往高處移動，此時，支桿9對等強度梁3施加位移使等強度梁3產生彎曲而變形，這樣對稱粘貼在等強度梁3的上下表面的光纖光柵2就會和等強度梁3的表面產生協同變形，使得光纖光柵2的中心波長由于應變而產生一定的偏移，通過分析可以得出光纖光柵2的中心波長與位移之間的關系，從而實現對位移的檢測。