[實用新型]一種高精度光纖光柵應變傳感器

有效

• 申請號: 201320423654.6
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN203432544U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 王良明;陸飛勇;杜子超
• 申請（專利權）人: 寧波良和路橋科技有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所 11210
• 代理人: 王珂

技術領域

本實用新型涉及一種高精度光纖光柵應變傳感器。

背景技術

傳統的應變傳感器是以應變－電量為基礎，以電信號為轉換及傳輸的載體，用導線傳輸電信號，因此，使用時易受到電磁場和環境的影響，如環境的濕度太大可能引起傳感器的短路，在高溫和易燃、易爆環境中易引起火災等等。同時電式傳感器無法串接使用，在傳感器的數量具有一定規模時，需要鋪設大量的信號傳輸電纜，同時也需要相應規模的信號接收和處理設備，增加了使用成本，此外，由于電式傳感器的信號不能進行遠程傳輸，在監測現場需要建設一定規模的信號傳輸設備和監測室，這樣則又增加了額外的成本。

光纖光柵傳感是近些年來發展起來的新型傳感技術，具有耐腐蝕、可串接復用和信號傳輸距離遠等優勢，受到各工程應用領域的廣泛關注，光纖光柵應變傳感器在監測待測物體的微小變化領域，具有廣泛的應用。

近年來，光纖光柵應變傳感器得到了良好的發展，哈爾濱工業大學、大連理工大學、北京工業大學、昆明理工大學等單位的研究人員制作了管式封裝的光纖布拉格光柵應變傳感器，但測量精度有限；另外有人對普通片式封裝的光纖布拉格光柵傳感器進行了改進，將銅、欽合金或鋼基片做成“工”字型，雖然能實現應變測量，但缺乏彈性結構，造成應變測范圍有限，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。

專利號為201220207094.6的中國專利“光纖光柵應變傳感器”設計了一種片式的光纖光柵應變傳感器，傳感器的基體為方形，基體由傳感器底座和金屬片構成，金屬片可在傳感器底座上滑動，光纖光柵一端粘貼于傳感器底座，另一端粘貼于金屬片上，該傳感器結構上為典型的片式應變傳感器，測量精度不高；專利號為201210278682.3的中國專利“一種光纖光柵應變傳感器”中同樣設計了一種片式的光纖光柵應變傳感器，傳感器的基體為一方形金屬片，在金屬片的兩端設計了兩個U形槽，借以增加傳感器的彈性結構，但傳感器的測量精度依然不高。專利號為201210231990.0的中國專利“一種光纖Bragg光柵應變傳感器”中設計在管式外殼內固定一個方形金屬片，金屬片中間部分為一空穴交替的彈性結構，將光纖光柵封裝在金屬片表面。該傳感器設計為外部管式封裝，也設定了結構內部的彈性結構，但在實際使用中測量精度依然不高，而目前尚沒有能夠提高測量精度的產品出現。

本產品利用一種圓柱型外殼對Bragg光柵進行封裝，傳感器為三截管式一體結構，并且中間金屬管彈性結構整體為工字型，由于結構表面不均勻，在部分區域造成應變集中，提高了測量精度，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。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種高精度光纖光柵應變傳感器，結構簡單，應變集中，既實現了埋入式測量又實現了表面測量，且提高了測量精度，以克服目前現有技術存在的上述不足。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現：

一種高精度光纖光柵應變傳感器，包括金屬測量管、第一金屬固定管、第二金屬固定管以及光纖光柵，所述金屬測量管與第一金屬固定管、第二金屬固定管同軸同心，所述金屬測量管的第一端與第一金屬固定管螺紋連接，所述金屬測量管的第二端與所述第二金屬固定管之間螺紋連接，所述第一金屬固定管與所述第二金屬固定管的外端設有固定凸起。

上述的高精度光纖光柵應變傳感器，所述金屬測量管呈“工”字型，且由彈性材料制成，其第一端設有第一突起部，第二端設有第二突起部。

上述的高精度光纖光柵應變傳感器，所述金屬測量管與第一金屬固定管、第二金屬固定管螺紋連接處的連接縫隙處采用激光焊接。

上述的高精度光纖光柵應變傳感器，所述金屬測量管外的螺紋部設有小孔，所述光纖光柵通過該小孔點膠封裝于所述金屬測量管內。

上述的高精度光纖光柵應變傳感器，所述光纖光柵兩端分別經第一出纖孔和第二出纖孔引出并與外部光纜連接。

本實用新型的有益效果為：整體采用三截管式一體結構，成本低，且工字型的金屬測量管能夠提高測量精度以及靈敏度，既實現了埋入式應變測量，又實現了表面測量，兼且安裝方便，能夠在各種環境甚至易腐蝕等惡劣環境中長期可靠工作。

附圖說明

下面根據附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型實施例所述高精度光纖光柵應變傳感器的整體結構示意圖。

圖中：

1、金屬測量管；2、第一金屬固定管；3、第二金屬固定管；4、光纖光柵；5、固定凸起；6、第一突起部；7、第二突起部；8、第一出纖孔；9、第二出纖孔。

具體實施方式