[實用新型]一種帶測溫功能的光纖光柵位移裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420263479.3
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN203908504U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董曉勇;吳志強(qiáng);謝懿;曹春耕
• 申請（專利權(quán)）人: 上海浦江橋隧東海運(yùn)營管理有限公司;上海森首科技股份有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種光纖光柵移裝置，尤其是涉及一種帶測溫功能的光纖光柵位移裝置。

背景技術(shù)

位移傳感器是一種用途廣泛的傳感器，如橋梁、水壩、水文、隧道、化工、氣象、邊坡等，實施檢測或監(jiān)測的常用傳感元件。現(xiàn)有的各種探測方案中，因為溫度干擾、電磁干擾、安全性、長距離傳輸、使用壽命、可靠性等原因，無法很好地解決這一系列行業(yè)的相對探測問題。

光纖光柵帶測溫功能的位移傳感器裝置通過內(nèi)部的敏感元件——光纖光柵所反射的光信號中心波長移動量可以相對位移，同時采用內(nèi)置光纖光柵溫度傳感器測溫，既能實現(xiàn)對環(huán)境溫度干擾的溫度補(bǔ)償也能實現(xiàn)測溫，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(jìn)行信號遠(yuǎn)程傳輸(超過40km)，監(jiān)測現(xiàn)場無需供電。傳感器設(shè)計有柔性探桿的結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)位移測量過程中被測物體發(fā)生錯動而傳感器不被損壞。可以廣泛應(yīng)用于橋梁、水壩、水文、隧道、化工、氣象、邊坡、油罐、輸油輸氣管道、廠房、海洋石油平臺等壓力測量，也能用于醫(yī)藥、軍工、航空航天、消防、礦業(yè)等領(lǐng)域的位移測量。

光纖光柵帶測溫功能的位移傳感器裝置的應(yīng)變敏感元件是一根光纖光柵和一個光纖光柵溫度傳感器，兩根光纖光柵的波長不同，并且在量程內(nèi)不會相互干擾；通過將光纖光柵封裝在兩個焊頭之間，使光纖光柵在測量過程中一直保持張緊狀態(tài)，傳感器的兩端與被妥善保護(hù)的信號傳輸光纜連接。該敏感元件可以將環(huán)境溫度、位移轉(zhuǎn)換成可以讀出的波長信號。

現(xiàn)有光纖光柵位移傳感器裝置的封裝結(jié)構(gòu)，一般不具有線性導(dǎo)軌，也不具有柔性探桿的結(jié)構(gòu)。通常測量過程中被測物體會發(fā)生多維的位移，所以，傳統(tǒng)測量方法采用萬向節(jié)結(jié)構(gòu)適應(yīng)被測物體發(fā)生的錯動情況，但是，萬向節(jié)存在間隙、摩擦、銹蝕、灰塵等問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種實現(xiàn)精確溫度補(bǔ)償及位移感應(yīng)的帶測溫功能的光纖光柵位移裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種帶測溫功能的光纖光柵位移裝置，包括底板及設(shè)置在底板上的導(dǎo)軌、線性軸承、探桿、支架、彈簧、光纖光柵及光纖光柵溫度傳感器，

所述的探桿為剛性探桿及連接在剛性探桿前端的柔性探桿，剛性探桿架設(shè)在導(dǎo)軌上，后端經(jīng)所述的彈簧與架設(shè)在所述的支架上的光纖光柵連接，

所述的線性軸承配合連接在剛性探桿及柔性探桿的連接部位，

所述的彈簧處于預(yù)張拉狀態(tài)并根據(jù)探桿的運(yùn)動方向改變張拉狀態(tài)，

所述的光柵溫度傳感器測量內(nèi)部的溫度變化并對傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，設(shè)置在光纖光柵的側(cè)部。

所述的柔性探桿為適應(yīng)除測量方向以外其他維度的位移而不被破壞的細(xì)長金屬桿。

所述的導(dǎo)軌與剛性探桿上設(shè)置的限位銷配合控制剛性探桿在一維方向運(yùn)動不會扭轉(zhuǎn)。

所述的線性軸承為限制剛性探桿只能在一維方向移動的軸承。

所述的剛性探桿及柔性探桿作用于彈簧帶動光纖光柵產(chǎn)生軸向形變使光纖光柵中心波長發(fā)生變化。

所述的光纖光柵通過焊頭固定在支架兩側(cè)上，支架一側(cè)為較厚的剛性結(jié)構(gòu)，另一側(cè)為較薄的彈片結(jié)構(gòu)。

所述的較薄的彈片結(jié)構(gòu)靠近光纖光柵與彈簧的連接端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過柔性探桿的細(xì)長桿結(jié)構(gòu)很好的適應(yīng)被測物體發(fā)生的錯動情況，通過光纖激光信號能對柔性探桿伸出長度準(zhǔn)確的感應(yīng)，同時對溫度做出感應(yīng)，在溫度環(huán)境變化情況下實現(xiàn)精確溫度補(bǔ)償。

附圖說明

圖1為本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為光纖光柵、2為支架、3為彈簧、4為導(dǎo)軌、5為剛性探桿、6為線性軸承、7為柔性探桿、8為底板、9為光纖光柵溫度傳感器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例

一種帶測溫功能的光纖光柵位移裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，包括底板8及設(shè)置在底板8上的導(dǎo)軌4、線性軸承6、探桿、支架2、彈簧3、光纖光柵1及光纖光柵溫度傳感器9。