[實用新型]溫度自補償光纖光柵位移傳感器

無效

• 申請號: 200920040658.X
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN201382777Y
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 周廣東;李愛群;丁幼亮
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 許 方

技術領域

本實用新型涉及一種位移測量裝置，尤其是對土木工程結構模型試驗和長期使用過程中的位移進行測量的傳感器。

背景技術

目前，普通電式、振弦式位移傳感器安裝在結構上，可以短期或者長期測量結構在各種荷載下的位移，以分析結構的受力狀況。但此類位移傳感器在工程應用中尚有一定的局限性，如電式位移傳感器容易受到電磁干擾、測量信號不穩定，振弦式位移傳感器長期使用時會產生徐變、長期穩定性差等。

為了開發性能更為優良的位移傳感器用于結構的狀態測量，選用新型的測量原理并進行合理的傳感器設計是有效途徑之一。光纖布拉格光柵傳感(Fiber?Bragg?Grating，FBG)是一種新型的傳感原理，它以光波為信號載體，并采用波長調制，不受光強的影響，信號穩定，在土木工程結構的各種場合都具有良好的傳感性能。利用光纖光柵原理制作的位移傳感器能有效的測量結構的位移，且制作出的傳感器具有體積小、測量精度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、可靠性和穩定性好、耐久性好等優點。

實用新型內容

技術問題：本實用新型的目的是提供一種光纖光柵位移傳感器，它能對工程結構的位移反應進行實時準確的測量；同時，在測量的過程中能自動對溫度變化引起的干擾進行補償并且獲得測量點的溫度值。

技術方案：本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

本實用新型的溫度自補償光纖光柵位移傳感器，該溫度自補償光纖光柵位移傳感器的外殼由金屬盒和金屬盒蓋組成，還包括探頭、隔板、連接桿、限位板、左光纖光柵傳感裝置和右光纖光柵傳感裝置；其中隔板橫向設置在金屬盒的內部、左右兩端及底部與金屬盒內壁固定，將金屬盒分割成上下兩個空腔，隔板中部開設有長孔；探頭布置在金屬盒的上部空腔內，兩端分別從金屬盒的左右兩側壁穿出；連接桿的一端穿過長孔與探頭相連，連接桿在位于隔板的上下兩側分別設置限位板，以防止連接桿發生上下滑動；左光纖光柵傳感裝置和右光纖光柵傳感裝置結構相同，在金屬盒的下部空腔內相互對稱放置，分別通過彈簧與連接桿的另一端連接；

所述左光纖光柵傳感裝置從左至右依次設置左金屬連接塊、第一光纖光柵傳感器、右金屬連接塊與左彈簧；其中左金屬連接塊的左端與金屬盒的內壁固定連接，第一光纖光柵傳感器的左右兩端分別連接左金屬連接塊的右端和右金屬連接塊的左端，右金屬連接塊的右端與左彈簧的一端連接，左彈簧的另一端與連接桿的另一端連接；

所述右光纖光柵傳感裝置與左光纖光柵傳感裝置結構對稱，從左至右依次包括右彈簧、第一金屬連接塊、第二光纖光柵傳感器、第二金屬連接塊，右彈簧的左端與連接桿的另一端連接，右彈簧的右端與第一金屬連接塊的左端連接，第二光纖光柵傳感器的左右兩端分別與第一金屬連接塊的右端、第二金屬連接塊的左端連接，第二金屬連接塊的右端與金屬盒的右側壁固定；

第一光纖光柵傳感器的光纖導線的一端依次穿過左金屬連接塊、金屬盒的內壁后伸出金屬盒的外部形成第一尾纖，另一端穿過右金屬連接塊后形成第二尾纖；第二光纖光柵傳感器的光纖導線的一端穿過第一金屬連接塊后形成第三尾纖，另一端依次穿過第二金屬連接塊和金屬盒的右側壁后形成第四尾纖；第一光纖光柵傳感器與第二光纖光柵傳感器通過第二尾纖與第三尾纖焊接連接；

本實用新型的溫度自補償光纖光柵位移傳感器，左光纖光柵傳感裝置和右光纖光柵傳感裝置與金屬盒底板的接觸面以及限位板與隔板之間的接觸面設置潤滑材料。

本實用新型的溫度自補償光纖光柵位移傳感器，所述第一光纖光柵傳感器包括毛細金屬管、環氧樹脂、裸光纖光柵，其中裸光纖光柵被環氧樹脂封裝在毛細金屬管中，裸光纖光柵的兩端分別穿出毛細金屬管的兩端在管腔外形成第一尾纖和第二尾纖；所述第二光纖光柵傳感器與第一光纖光柵傳感器的結構相同。

有益效果：

本實用新型的溫度自補償光纖光柵位移傳感器，在利用光纖光柵位移傳感器測量位移的同時還能得到結構的溫度變化，具有溫度自補償功能，不需要額外的溫度測量裝置。而且其具有長期穩定性好、測量精度高、量程大及性能穩定等優點。另外，本實用新型是將探頭通過彈簧與光纖光柵相連并安裝于外殼內，結構較為簡單。

附圖說明

圖1是本發明的內部構造示意圖；

圖2是圖1中沿A-A方向的剖面構造示意圖；

圖3是圖1中沿B-B方向的剖面構造示意圖；

圖4金屬盒2的左視圖；圖5金屬盒2的右視圖；

圖6是第一光纖光柵傳感器25構造示意圖；

圖7是右光纖光柵傳感裝置構造示意圖；圖8是隔板3的俯視圖；