[發明專利]一種光纖Bragg光柵應變傳感器

在審

• 申請號: 201210231990.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102865827A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 陳慶根;羅宗勝;王云鵬
• 申請（專利權）人: 杭州玨光物聯網科技有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，涉及一種光纖Bragg光柵應變傳感器。

背景技術

隨著科技的進步，電子類傳感器由于易受電磁干擾，結構比較復雜，不能分布式測量和遠程監控，已不能滿足當今社會的要求。近年來，光纖Bragg光柵傳感器因其具有抗電磁干擾、集傳感與傳輸于一體、構造簡單等優點，已廣泛應用于結構工程如堤壩、橋梁、隧道和石化工業等的安全健康監控領域。

光纖Bragg光柵應變傳感器用來監測待測物體的微小變化，具有廣泛的應用。近年來，光纖Bragg光柵應變傳感器得到了良好的發展。在中國實用新型專利公告號為CN2651704Y提供的方案中，將光纖Bragg光柵固定于工字型結構中，雖然能實現應變測量，但缺乏彈性結構，造成應變測量范圍受限，另外多次使用之后易造成工字型結構變形，需要校正才能繼續使用。本發明利用一種圓柱型彈性結構對Bragg光柵進行封裝，既能實現埋入式應變測量，又能表面測量，并且具有安裝方便的優點。

發明內容

本發明目的就是為了克服現有技術中應變傳感器測量范圍小、安裝過程復雜的問題，提供了一種基于空穴交替間隔圓柱型彈性結構的光纖Bragg光柵應變傳感器。

本發明為解決技術問題所采取的技術方案：

光纖Bragg光柵應變傳感器包括彈性結構、光纖Bragg光柵、保護套管、密封圈、固定結構、密封接口。

彈性結構包括空穴交替間隔的彈性區、金屬片和螺紋，且彈性區、金屬片和螺紋為一體式結構；構成彈性區的空穴垂直于圓柱體中心軸、且越過圓柱體中心軸、呈交錯排列的方式分布于彈性結構，彈性結構兩端與固定結構螺紋連接，金屬片在固定結構內；固定結構的另一端與用于固定鎧裝護套的密封接口一端螺紋連接；穿過彈性結構中心軸的光纖Bragg光柵兩端利用玻璃焊料固定于彈性結構兩端凸起的金屬片上；位于連接固定結構螺紋內側的密封圈和保護套管將彈性區密封。彈性結構、光纖Bragg光柵、保護套管、密封圈、固定結構、密封接口構成光纖Bragg光柵應變傳感器；當該傳感器為表面式時需要通過支撐底座將其固定于待測物體，固定結構為表面有凹槽、兩端有內螺紋的管狀結構；當該傳感器為埋入式時固定結構為法蘭結構。本發明所具有的有益效果為：

1、光纖Bragg光柵完全密封于傳感器內，使其免受外界腐蝕，有利于延長傳感器的使用壽命。

2、根據固定結構的形狀，該傳感器可作為埋入式應變傳感器和表面式應變傳感器。

3、彈性結構在加載應變后，易發生彈性形變，增大了傳感器的測量范圍。

4、光纖Bragg光柵固定于彈性結構前進行預張拉，這樣光纖Bragg光柵應變傳感器可測量待測物體的正負應變。

5、利用玻璃焊料將光纖Bragg光柵焊接于彈性結構兩端，焊點小且焊接牢固，不易脫落，使傳感器能適應惡劣的工作環境。

附圖說明

圖1為本發明彈性結構示意圖。

圖2為本發明彈性結構的側視圖。

圖3為本發明的埋入式結構示意圖。

圖4為本發明的表面式結構示意圖。

圖5為本發明螺栓緊固型構件示意圖。

圖6為本發明焊接型構件示意圖。

圖7為本發明嵌入型構件示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步描述，但它們并不構成對本發明的限定，僅作舉例，使本發明的優點變得更加清楚和容易理解。固定結構、密封接口和支撐底座。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，光纖Bragg光柵應變傳感器包括空穴交替間隔的彈性結構4、光纖Bragg光柵5、保護套管6、密封圈7、固定結構8、密封接口9；彈性結構4包括彈性區3、金屬片1和螺紋2，且彈性區3、金屬片1和螺紋2為一體式結構；構成彈性區3的空穴垂直于圓柱體中心軸、且越過圓柱體中心軸、呈交錯排列的方式分布于彈性結構4，彈性結構4兩端與固定結構8螺紋連接，金屬片1在固定結構8內；固定結構8的另一端與用于固定鎧裝護套的密封接口9一端螺紋連接；穿過彈性結構4中心軸的光纖Bragg光柵5兩端利用玻璃焊料固定于彈性結構4兩端凸起的金屬片1上；位于連接固定結構8螺紋內側的密封圈7和保護套管6將彈性區3密封。彈性結構4、光纖Bragg光柵5、保護套管6、密封圈7、固定結構8、密封接口9構成光纖Bragg光柵應變傳感器。