[實用新型]一種用于測量管道環(huán)向應變的應變箍傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220132837.8
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN202709997U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 任亮;姜濤;賈子光;李宏男
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠

技術(shù)領域

本實用新型屬于傳感技術(shù)領域，涉及一種基于光纖光柵技術(shù)的測量管道環(huán)向應變的應變箍傳感器。

背景技術(shù)

目前測量管道環(huán)向應變的方法通常是使用電阻應變計。但是這種方法只能測量應變計所在位置的局部應變，測量范圍小，不能反映整個管道環(huán)向變形情況，而且電阻應變計靈敏度低、易受電磁信號干擾、長期穩(wěn)定性差、壽命短，所以需要開發(fā)一種能夠克服上述缺點的測量管道環(huán)向應變的傳感器。

光纖光柵自問世以來，已廣泛應用于光纖傳感領域。光纖光柵傳感器是用光纖光柵制成的一種新型傳感器，通過檢測寫入光纖內(nèi)部的光柵反射或透射布拉格波長光譜，實現(xiàn)被測結(jié)構(gòu)的應力，應變和溫度量值的絕對測量。由于光纖光柵傳感器具有抗電磁干擾、抗腐蝕、電絕緣、高靈敏度和低成本以及和普通光纖的良好的兼容性等優(yōu)點，所以近年來得到了廣泛的應用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是基于光纖光柵技術(shù)，提供一種測量管道環(huán)向應變的應變箍傳感器，這種應變箍傳感器可以和管道緊密結(jié)合，能夠測量整個管道截面的環(huán)向應變，靈敏度高，抗干擾性強，解決了現(xiàn)有的電阻應變計測量范圍小，易受外界電磁干擾，測量靈敏度不高，長期穩(wěn)定性差，壽命短等問題。

這種測量管道環(huán)向應變的應變箍傳感器由金屬支座1、夾持件9、光纖光柵5、毛細鋼管3、毛細鋼管6以及封裝部件8組成。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：首先根據(jù)光纖光柵的工作原理可知，光纖光柵的波長變化Δλ與應變ε_f的關系式為式(1)：

Δλ＝K_f·ε_f(1)

該(1)式中K_f為光纖光柵應變傳感器靈敏度系數(shù)。對于纖芯是純石英的光纖情況，中心波長為1550nm附近的光纖光柵K_f等于1.2pm/με。

在應變測量方面，采用對光纖光柵進行兩端夾持的封裝方式，這種封裝方式可以通過調(diào)整兩端固定支點的距離d與兩端封裝部件之間光纖的長度d_f間的比值關系來改變傳感器的靈敏度系數(shù)。在傳感器結(jié)構(gòu)中，采用鋼管封裝，封裝部件的應變可以忽略，所以固定支點間的變形量幾乎全部加載在光纖上。在管道環(huán)向應變測量中，管道周長變化量Δl=∫02πϵpRdθ=2πRϵp---(2)]]>