[發明專利]一種光纖光柵應變傳感器

在審

• 申請號: 201210280904.5
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102809352A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 曹春耕;杜新民;孫斌
• 申請（專利權）人: 上海森首光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及一種應變傳感器，尤其是涉及一種光纖光柵應變傳感器。

背景技術

應變傳感器是大型工程結構，如橋梁、水壩、隧道和大型建筑等，實施施工監測、健康監測的傳感元件。現有的各種探測方案中，因為安全性、長距離傳輸、可靠性等原因，無法很好地解決這一系列行業的應變探測問題。

光纖光柵應變傳感器通過內部敏感元件——光纖光柵所反射的光信號中心波長移動量來檢測應變量，測量精度及分辨率不受光源波動及傳輸線路彎曲損耗的影響，可直接通過光纖進行信號遠程傳輸(超過40km)，監測現場無需供電。傳感器具有表面式、埋入式、浸人式等多種封裝結構，可以廣泛應用于橋梁、大壩、油罐、輸油輸氣管道、隧道、糧庫、廠房、海洋石油平臺等大型結構及建筑、醫藥、化工、電力、軍工、航空航天、消防、礦業等領域大型設施或設備的準分布式精確應變測量。

光纖光柵應變傳感器的應變敏感元件是一段給定反射波長的光柵，通過用一種耐高溫膠將光纖光柵封裝在一基座內，使光纖光柵在應變變化過程中一直保持張緊狀態，傳感器的兩端與被妥善保護的信號傳輸光纜連接。該敏感元件可以將被測應變量轉換成可以讀出的電光信號。

現有光纖光柵應變傳感器的封裝結構，有基片式封裝，金屬薄套管封裝和兩端夾持固定封裝。因金屬套管的剛性很大，會影響被測點基體的應變，從而影響傳感器的應變檢測精度。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種檢測精度高的光纖光柵應變傳感器。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種光纖光柵應變傳感器，包括彈性管梁、設在彈性管梁內的光纖光柵以及設在彈性管梁兩端的彈性焊頭、螺紋管和底座組件，所述的光纖光柵的兩端通過彈性焊頭固定，所述的底座組件通過螺紋管與彈性焊頭連接，所述的彈性管梁沿軸向設有至少一組切槽，每組切槽均包括兩個相向設置的切槽。

所述的彈性管梁外設有護管，該護管上沿軸向設有至少一組切槽，每組切槽均包括兩個相向設置的切槽。

所述的彈性管梁和護管上的切槽在軸向上錯開設置。

所述的光纖光柵的兩端通過固化膠固定于彈性焊頭。

所述的彈性焊頭上設有掛料槽。

所述的底座組件通過螺帽與螺紋管固定。

所述的螺帽的外圓表面設有掛料槽。

所述的底座組件包括上底座和下底座，分別設在螺紋管的上下兩側。

所述的螺紋管一端與彈性焊頭連接，另一端設有堵頭，該堵頭旋入螺紋管，密封螺紋管的管腔。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

一、靈敏度高，由于在彈性管梁和護管上采用了切槽的彈性結構設計，減小了結構件本身對光纖和被測區域的影響，提高了傳感器的檢測精度；

二、光纖光柵的固定更可靠，因在彈性焊頭上開有掛料槽，使得焊料與焊頭配合更可靠；

三、彈性梁組件之間配合可靠，因彈性焊頭開有掛料槽，與彈性管梁配合更可靠；

四、安裝底座的固定更可靠，因在螺帽外圓面開有掛料槽，可容納封膠，使螺帽與安裝底座固定更可靠。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為彈性管梁的結構示意圖；

圖3為護管的結構示意圖；

圖4為螺帽的結構示意圖；

圖5為彈性焊頭的結構示意圖；

圖6為彈性焊頭、螺紋管、螺帽以及底座組件之間的裝配結構示意圖；

圖中，1為堵頭、2為螺帽、3為螺紋管、4為護管、5為彈性管梁、6為彈性焊頭、7為上底座、8為下底座，9為套管、10為光纖光柵，20為螺帽的掛料槽、40為護管的切槽、50為彈性管梁的切槽、60為彈性焊頭的掛料槽。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例

如圖1～6所示，一種光纖光柵應變傳感器，包括彈性管梁5、光纖光柵10、彈性焊頭6、螺紋管3、螺帽2、堵頭1、套管9和底座組件。光纖光柵10通過固化膠封裝在設在彈性管梁5內，兩端通過固化膠固定于彈性焊頭6上，彈性管梁5外套設有護管4。彈性焊頭6的一側插入彈性管梁5的兩端，另一側和螺紋管3配合連接，底座組件包括上底座7和下底座8，分別在通過螺帽2連接在螺紋管3的上下兩側，螺紋管3的端部設有堵頭1，該堵頭1旋入螺紋管3，密封螺紋管3的管腔。套管9套設在護管4上。

彈性管梁5和護管4上均設有一組沿軸向設置的切槽40、50，每組切槽均包括兩個相向設置的切槽，根據所需的彈性不同，也可以設置多組切槽，并且彈性管梁和護管上的切槽在軸向上錯開設置。通過這種新型的彈性結構設計，減小了結構件本身對光纖和被測區域的影響，提高了傳感器的檢測精度。螺帽2的外圓表面和彈性焊頭6上設有掛料槽20、60，通過掛料槽使得各部件之間配合的結構更加可靠。