[發明專利]一種可更換高疲勞光纖光柵應變傳感器

在審

• 申請號: 201710191919.7
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106871809A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 歐進萍;周智;季玉玉;謝朝暉;馬文龍
• 申請（專利權）人: 智性科技南通有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司32232
• 代理人: 魏亮芳

技術領域

本發明涉及結構安全監測技術領域，具體涉及一種可更換高疲勞光纖光柵應變傳感器。

背景技術

變形是工程結構工作性態的直接表征形式，采取可靠措施監測工程結構變形對評價工程結構的健康狀態、確保工程結構安全運營具有重要意義。光纖傳感技術具有成本低、測試工作量與勞動強度小及易于實現自動化測試等優點，在工程結構應變、裂縫等變形測試中得到了廣泛應用，特別是近年來迅速發展起來的光纖傳感技術因具有敏感元件體積小、質量輕、對結構應力場影響小、抗電磁干擾、測試穩定、靈敏度高、耐久性好、便于實現分布式與實時在線測試以及集傳感和數據傳輸于一體等獨特優勢，已成為重大工程結構最為理想的安全監測手段。

目前光纖應變傳感器用于實際工程結構監測普遍存在布設困難、成活率低、使用年限短等致命缺點。現有封裝技術的限制使得應變類傳感器很難達到結構的設計壽命，而且由于傳感器不易甚至不能更換，使得光纖傳感器無法實現對結構的全壽命監測。

發明內容

本發明為了解決現有技術中傳統光纖應變傳感器的不可更換、難以維護的問題，本發明提供了一種可更換、易維護、即插即用的光纖應變傳感器。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種可更換高疲勞光纖光柵應變傳感器包括：中心傳感件，在中心傳感件輸出端連接有光纖快速接口；錨固組件，包括尾部錨固筒、端部錨固筒以及錨頭外錨固件，尾部錨固筒套設于中心傳感件的尾部，端部錨固筒套設于中心傳感件的端部，錨頭外錨固件套設于中心傳感件的中間區域；成對設置的兩個傳感器基座，設置于待測對象表面，用于固定中心傳感件的兩端，每個傳感器基座上設有通孔，中心傳感件從該通孔穿過；位置調節件，設置于中心傳感件上，用于調整中心傳感件的位置。

本發明一種可更換高疲勞光纖光柵應變傳感器采用中心傳感件與傳感器基座分離的設計方式，在需要時可以方便地將中心傳感件從固定于對象表面的傳感器基座內取下。針對中心傳感件數據輸出部位設計了光纖快速接口，實現光纖傳感器即插即用的功能，同時避免由于鎧裝線纜損壞導致傳感器失效的問題出現。針對溫度補償問題，采用集成式設計，使得溫度補償更準確，免去另配溫度傳感器的麻煩同時降低安裝成本。為延長中心傳感件使用時間，提高耐久性，傳感器采用獨特封裝工藝，使其結構具有更高的抗疲勞性能，經疲勞測試結果表明該傳感器在量程內可承受超兩百萬次的拉伸。

在上述技術方案的基礎上，還可做如下改進：

作為優選的方案，光纖快速接口通過固定頂絲與端部錨固筒固定連接。

采用上述優選的方案，安裝效率高，且連接更牢固。

作為優選的方案，尾部錨固筒和端部錨固筒設置于兩個傳感器基座的外側。

采用上述優選的方案，結構簡單，保證本發明一種可更換高疲勞光纖光柵應變傳感器的牢固度。

作為優選的方案，每個傳感器基座包括：左基座、右基座以及用于連接左基座和右基座的連接緊固件，左基座和右基座拼接后形成通孔，中心傳感件從該通孔穿過。

采用上述優選的方案，連接緊固件可選用緊固螺栓和/或緊固螺絲，安裝便捷，且便于中心傳感件進行更換。

作為優選的方案，在傳感器基座上還設有多重緊固件，多重緊固件包括：平行設置的穿孔桿和連接桿以及設置于連接桿上的固定桿；穿孔桿依次穿過左基座和右基座上的連接通孔，固定桿的自由端伸入端部錨固筒和/或尾部錨固筒上的固定槽內，固定槽與固定桿的自由端相匹配。

采用上述優選的方案，操作便捷，安裝效率高，且將傳感器基座與端部錨固筒和/或尾部錨固筒連接起來，提高裝置整體的牢固度，傳感器的測試精度更高。

作為優選的方案，固定桿的自由端上設有一階、兩階或兩階以上的臺階面。

采用上述優選的方案，連接更牢固。

作為優選的方案，錨頭外錨固件的外壁與傳感器基座內通孔接觸連接。

采用上述優選的方案，保護中心傳感件。

作為優選的方案，錨頭外錨固件的外壁呈螺紋狀，錨頭外錨固件與通孔呈螺紋連接。

采用上述優選的方案，錨頭外錨固件和通孔連接更牢固，防止兩者出現相對滑動。

作為優選的方案，位置調節件為套設于連接套筒上的調節螺母。

采用上述優選的方案，結構簡單，轉動調節螺母調節中心傳感件的左右位置并施加上適當的預張力。

作為優選的方案，在錨頭外錨固件的外壁中間區域沿其周向設有一圈凹槽，在通孔的內壁上設有與錨頭外錨固件外壁相匹配的一圈凸起。