[實用新型]集成溫度自補償?shù)墓饫w光柵應(yīng)變傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420061839.1
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN203732039U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳東明;鄧年春;陸紹輝;羅錚榮;朱萬旭;蘇慶勇;李居澤;謝輝
• 申請（專利權(quán)）人: 柳州歐維姆機械股份有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01L1/24
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務(wù)所(普通合伙) 45113
• 代理人: 張榮玖

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種采用應(yīng)變傳感器間接測量錨杯表面的應(yīng)變量的裝置，特別是涉及到一種基于光纖光柵技術(shù)的纜索索力傳感器，該種傳感器可安裝在拉索的錨具表面監(jiān)測拉索索力或應(yīng)變，也可用于測量土木建筑結(jié)構(gòu)中鋼、混凝土梁柱及其它結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力變形。

背景技術(shù)

拉索的索力大小直接決定著斜拉橋、懸索橋、拱橋等拉索體系建筑的工作狀態(tài)，采用準確的方法進行索力監(jiān)測是保證其順利施工和安全運營的必要手段；索力測量常用的壓力測定法、磁通量法、頻率法等手段，在精度、適用性、動態(tài)監(jiān)測、拆裝、耐久性等方面或多或少存在一定局限性；而光纖光柵傳感器監(jiān)測拉索索力是一種新型的理想的監(jiān)測方法。

現(xiàn)有的光纖光柵傳感器雖然是一種理想的長期測量傳感器，測量具有精度高、耐久性好、不易受環(huán)境（電磁場、濕度、化學(xué)腐蝕等）影響等優(yōu)點，但也存在自身缺點：光纖光柵易脆、易損壞，溫度影響比較大，當溫度和應(yīng)變同時發(fā)生作用時，應(yīng)變及溫度存在交叉敏感問題。為了消除交叉影響，目前常采用參考光柵法，即單獨布置一根光纖光柵，使之只受溫度影響不受應(yīng)變作用，從而實現(xiàn)對其他光纖光柵的溫度補償；由于目前結(jié)構(gòu)與傳感器同時受溫度影響，獨立光纖光柵對結(jié)構(gòu)的溫度影響沒法消除或誤差大，另外溫度的敏感度比應(yīng)力的靈敏度大也加大了溫度補償?shù)碾y度。

專利申請公開號為CN102230834A的《一種帶溫度自補償?shù)墓饫w光柵索力傳感器》公開了一種將光纖光柵應(yīng)變傳感器焊接在錨頭，使索體拉力能夠精確地傳遞到錨頭上的光纖光柵應(yīng)變傳感器上的索力測量方法；但該專利要采用5只光纖光柵索力傳感器，對于每只光纖光柵索力傳感器是“將光纖光柵1兩端采用膠接的方法固定在封裝部件2內(nèi)，然后將封裝部件2分別置于固定支座4內(nèi)，并使用螺栓將夾持部件3和固定支座4緊緊連接，最后使用焊接的方式將固定支座4與錨頭連接”，因此，存在以下不足之處：

1、該專利是“在纜索錨頭環(huán)向方向布置1個夾持式光纖光柵應(yīng)變傳感器，實現(xiàn)對索力傳感器的溫度補償。”但這種方法存在明顯的測量誤差，因為錨頭上布置傳感器的各部位的溫度變化是不完全一致的，特別是錨頭還是出于室外環(huán)境條件下，所以無法保證4只光纖光柵索力傳感器與溫度補償傳感器受到的溫度影響是一致，也就無法保證溫度補償?shù)臏蚀_性，導(dǎo)致測量的誤差；

???另外，溫度的敏感度比應(yīng)力的靈敏度高，用一個值消除多個傳感器的溫度影響，擴大了測量誤差。

2、該專利提出的傳感器封裝方式簡單，環(huán)氧樹脂封裝也存在外露老化的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種集成溫度自補償?shù)墓饫w光柵應(yīng)變傳感器，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器是一種基于等強度懸臂梁結(jié)構(gòu)的、具有溫度自補償?shù)墓δ艿摹⒖捎糜跍y量表面應(yīng)變的高靈敏度光纖光柵傳感器，該光纖光柵應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)簡單、精度高、工藝性好、拆裝方便，可重復(fù)使用，而且具有溫度自動補償功能，能夠很好地解決光纖光柵傳感器應(yīng)變及溫度交叉敏感問題。

為解決上述問題，?本實用新型采用的技術(shù)方案是：?一種集成溫度自補償?shù)墓饫w光柵應(yīng)變傳感器，包括光纖光柵傳感器、彈片、夾持件、基座、Z形活動件和框架；

所述光纖光柵傳感器由同型號不同波段的兩根裸光纖光柵構(gòu)成；

所述彈片為高彈性的金屬薄片；

所述夾持件有2件，為帶兩通孔的金屬方塊；

所述基座有2件，為方形的金屬板，每件基座上端有一個用于放置Z形活動件連接軸或框架連接軸的開口方槽，方槽兩側(cè)對稱各有一個用于安裝夾持件的螺紋孔；

所述Z形活動件為L形鋼板，其上固定有一圓柱形的連接軸，軸的一端為球頭；

所述框架為方形、圓形或多邊形的金屬框架，其上有框架軸孔、框架連接軸，軸的一端為球頭；

所述?Z形活動件的連接軸穿過框架軸孔，與基座II通過夾持件II固定連接，并且能在框架軸孔內(nèi)進行相對移動；

所述彈片的一端與Z形活動件的L形板固定相連，而另一端固定在金屬框架上；框架連接軸與基座I通過夾持件I固定連接；

框架、Z形活動件、彈片、基座及夾持件形成一個懸臂梁受力結(jié)構(gòu)；

光纖光柵傳感器的同型號不同波段的兩根裸光纖光柵對稱粘貼在彈片上下兩個面上；

工作狀態(tài)下，兩個基座通過栓接或焊接方式固定在被測構(gòu)件表面，當被測構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)變時，帶動基座、Z形活動件引起彈片變形，從而使光纖光柵變形。