[發明專利]光纖光柵式傳感器

在審

• 申請號: 201611225604.1
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106595509A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 杜彥良;孟憲洪;孫寶臣;趙維剛;唐永康;何占元;張文濤;許紅彬;李峰
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;朔黃鐵路發展有限責任公司;石家莊鐵道大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 李雪,李翔

技術領域

本發明涉及邊坡滑移與路基沉降監測領域，具體地，涉及一種光纖光柵式傳感器。

背景技術

建筑物的地基或者公路、鐵路的邊坡與路基會隨著時間發生緩慢的沉降，或者在地質災害時發生形變，從而對底面的建筑物造成威脅。因此對邊坡或者路基的監測十分重要，目前典型的深部位移監測用傳感器有電容式或渦流式位移傳感器。通過電傳感器測得位移量并將位移量轉換為電信號輸入分析設備進行計算，最后得出深部滑移量。但是，電子類傳感器存在密封性差、易漏電、易腐蝕、受電磁干擾、易受雷擊等問題，在實際工程應用中存在很多問題。

光纖傳感器采用光信號進行傳感和傳輸，不存在上述電子類傳感器的問題，現有的一種光纖光柵位移傳感器采用在圓盤下面安裝彈簧，彈簧再連接光纖光柵的方式感受深部位移，該設計必須采用較大直徑的圓盤才能將土體的位移和應變傳遞到光纖光柵式傳感器，限制了傳感器的徑向尺寸，增加了安裝難度，同時需要利用彈性系數較低的彈簧，使得傳感器的長度較長，降低了深部位移監測的空間分辨率，降低了傳感器的靈敏度。

因此，需要一種結構緊湊且靈敏度較高的傳感器。

發明內容

本發明的目的是提供一種設備，該設備能夠實現對深部位移的靈敏監測，且該設備的結構緊湊。

為了實現上述目的，本發明提供一種光纖光柵式傳感器，該傳感器包括設置有光纖光柵的光纖、殼體和設置在所述殼體內的用于將所述殼體的形變傳遞到的所述光纖光柵的傳遞部，所述光纖的一端穿出所述殼體。

優選地，所述傳遞部包括設置在所述殼體內的彈性單元，所述彈性單元包括柔性殼體和填充在所述柔性殼體內的填充液，所述光纖光柵設置在所述柔性殼體內且兩端密封地固定在所述柔性殼體上。

優選地，所述柔性殼體與所述殼體的豎直方向的端部之間留有間隙。

優選地，該傳感器包括具有腔體的擠壓件，所述擠壓件與所述殼體接觸以傳遞所述殼體的形變，所述彈性單元設置在所述腔體內。

優選地，所述擠壓件由柔性材料制成，所述擠壓件的內表面和外表面分別與所述柔性殼體和殼體的表面擠壓。

優選地，所述殼體為柔性圓筒狀管道，所述擠壓件為內部具有腔體的圓柱體，所述擠壓件的外周面與所述殼體的內周面接觸。

優選地，所述填充液內沒有氣泡。

優選地，所述光纖上設置有多個所述光纖光柵，所述殼體內設置有與多個所述光纖光柵一一對應的多個所述傳遞部，所述光纖用于與解調儀連接。

通過上述技術方案，將殼體設置在需監測的邊坡或者路基中，在邊坡或者路基發生位移(沉降)時，殼體會發生形變并通過傳遞部將該形變傳遞到光纖光柵，光纖光柵上發生形變并將該形變以光信號的形式傳遞到外部，從而監測到邊坡和路基發生的變形。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是根據本發明的優選實施方式的傳感器的光纖光柵和傳遞部設置在殼體中的示意圖；

圖2是多個圖1中所示的傳感器的光纖光柵和傳遞部設置在殼體中的示意圖。

附圖標記說明

1 殼體 2擠壓件

3 光纖 4光纖光柵

5 柔性殼體

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“內、外”是指圖1中所示的傳感器的內側和外側。

本發明提供一種傳感器，該傳感器包括設置有光纖光柵4的光纖3、殼體1和設置在所述殼體1內的用于將所述殼體1的形變傳遞到的所述光纖光柵4的傳遞部，所述光纖3的一端穿出所述殼體1。將殼體1設置在需監測的邊坡或者路基之中，在邊坡或者路基發生沉降等變形時，殼體1會受到土體變形引發的作用力而發生形變并通過傳遞部將該形變傳遞到光纖光柵4，光纖光柵4發生形變并將該形變以光信號的形式傳遞到外部的檢測裝置(例如解調儀，光纖3的穿出殼體1的一端可以連接至解調儀)，從而監測到邊坡和路基發生的變形。其中殼體1的材質應該較軟，從而能夠在沉降發生時，較輕易的發生形變，另外由于地下的環境很潮濕，殼體1的材料還應該具有耐腐蝕的特點，從而盡可能保證該傳感器的使用周期。