[實用新型]一種基于彈簧和等強度梁的光纖光柵位移計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420537573.3
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN204100998U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶根;王云鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州玨光物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型屬于光纖傳感領(lǐng)域，涉及一種光纖光柵位移計。?

技術(shù)背景

在土木工程、邊坡等工程領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測對于工程的長期運行具有至關(guān)重要的意義，目前，建筑結(jié)構(gòu)的位移變形常采用的量具是電子式傳感器，由于電子傳感器自身存在抗雷擊性能差、抗電磁干擾性能差、測量距離較近的缺陷，故造成了可靠性差、測量范圍小、測量精度不高的問題。?

1978年K.O.Hill等人首先在摻鍺光纖中采用駐波寫入法制成第一只光纖光柵，經(jīng)過三十多年來的發(fā)展，在光纖通信、光纖傳感等領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用。而現(xiàn)有的一些光纖光柵傳感器往往重復(fù)性差，設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利用產(chǎn)品應(yīng)用。?

國內(nèi)有寧波杉工結(jié)構(gòu)監(jiān)測與控制工程中心有限公司[專利申請?zhí)?00810061898.8]等做了相關(guān)的探索，該專利方案機械連接較多，力的轉(zhuǎn)化復(fù)雜，摩擦大，導(dǎo)致但是根據(jù)該專利設(shè)計的產(chǎn)品有一定的局限性，測量的重復(fù)性低，測量精度很難達(dá)到實際的需求。?

為解決光纖光柵位移計精度低缺點，本實用新型采用彈簧和等強度梁結(jié)合的方法，將位移引起的力加載于等強度梁，無需過多轉(zhuǎn)化，大大提升位移計的測量精度，實現(xiàn)了0.1％FS的測量精度，0.025％FS的測量分辨率。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中光纖光柵位移計測量精度低的問題，提供了一種穩(wěn)定而準(zhǔn)確的光纖光柵位移計。?

本實用新型為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案：所述的光纖光柵位移計包括刻有兩個光纖光柵的光纖、殼體、等強度梁及等強度梁固定底座、等強度梁固定螺絲、位移彈簧、拉線管、拉線管固定螺帽、限位裝置、內(nèi)鋼絲繩、外鋼絲繩、光纜、光纜密封接口等部分組成。等強度梁尾端通過等強度梁固定底座固定于殼體，粘貼于等強度梁正反兩面的光纖光柵經(jīng)殼體后引入鎧裝光纜，通過光纜密封接口將鎧裝光纜固定于殼體，保護光纖；等強度梁受力端與內(nèi)鋼絲繩一端連接，內(nèi)鋼絲繩另一端與位移彈簧連接，位移彈簧與外鋼絲繩連接，外鋼絲繩上有限位裝置，由固定于殼體的拉線管引出。?

進一步地，內(nèi)鋼絲繩一端有凸起，凸起尺寸大于等強度梁受力端通孔。?

進一步地，內(nèi)鋼絲繩一端的凸起可以使壓接在內(nèi)鋼絲繩上的鋁扣。?

進一步地，等強度梁受力端與內(nèi)鋼絲繩一端的凸起之間有中空鋼球，中空鋼球串在內(nèi)鋼絲繩上，等強度梁受力時，中空鋼球一部分嵌入到等強度梁的受力端的通孔內(nèi)，受力時中空鋼球發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因而不改變等強度梁的受力方向，大大有利于提高精度。?

進一步地，殼體可以通過膠粘、焊接或螺紋固定的方式固定于待測物。?

進一步地，等強度梁兩端的中軸線上有光纖粗細(xì)的凹槽，具有定位光纖光柵的作用，確保光纖光柵粘在等強度梁中軸線上。?

該實用新型的工作原理為：當(dāng)位移發(fā)生時，引起彈簧長度改變，從而引起等強度梁的拉力增大或減小，等強度梁撓度改變，導(dǎo)致粘貼與等強度梁正反兩面的光纖光柵波長漂移，可通過波長變化量反求位移該變量，若將兩個光柵波長變化量相減，即實現(xiàn)了傳感器的靈敏度加倍，又實現(xiàn)了溫度自補償。?

本實用新型所具有的有益效果為：?

1、光纖光柵雙面粘貼于懸臂梁上下兩面，實現(xiàn)溫度自補償；?

2、等強度梁中軸線上有光纖粗細(xì)的凹槽，確保光纖光柵粘在等強度梁中軸線上，有利于制作；?

3、所述的中空鋼球，可以在等強度梁的通孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，使等強度梁彎曲時，受力方向不變，有利于提高精度。?

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，101：殼體；102：外鋼絲繩；103：拉線管；104：限位裝置，105：位移彈簧；106、117：拉線管固定螺帽；107：位移計固定孔108：等強度梁固定底座；109：等強度梁固定螺絲，110：光纜密封接口；111：光纜；112：內(nèi)鋼絲繩；113、114：光纖光柵；115：等強度梁；116：內(nèi)鋼絲繩一端凸起。?

圖2為本實用新型的等強度梁示意圖，圖2中202：等強度梁固定孔；203：等強度梁中軸線上的凹槽；204：等強度梁受力端通孔；205：光纖。?

圖3為本實用新型圖等強度梁受力端與內(nèi)鋼絲繩連接圖，圖中301：中空鋼球。?

具體實施方案

下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步描述，但它們并不構(gòu)成對本實用新型的限定，僅作舉例，使本實用新型的優(yōu)點變得更加清楚和容易理解。?