[發明專利]納米級非接觸光纖傳感器測量用調整裝置及方法

有效

• 申請號: 201710448589.5
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107357317B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 惠燁;劉乘源;李鵬陽
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;G01B11/16;G01M5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 齊書田

本發明公開了一種納米級非接觸光纖傳感器測量用調整裝置及方法，包括調整螺母，調整螺母下部穿插設有光纖傳感器，上部穿插設有固定桿，且光纖傳感器通過固定桿下方的孔安裝在固定桿中，固定桿的上部套設有固定螺桿，且固定螺桿的下部外側與調整螺母的上部內側通過螺紋連接。本發明可以在較小的實驗空間內對納米級光纖傳感器進行測量前保證量程的預安裝以及實驗測量時精確調整，使得納米級光纖位移傳感器達到最佳分辨率所在的量程范圍。

技術領域

本發明涉及獲取結合面靜特性的試驗裝置，具體涉及一種納米級非接觸光纖傳感器測量用調整裝置及方法。

背景技術

在機床結合部表面變形測量中，由于結合面變形量很小，當前國內外測量時應用納米級位移傳感器獲取在外載荷下結合面的位移。為了不破壞結合表面的特性，在非接觸式測量方法中,通過將光纖傳感器安裝在相對靜止的下部試件上，被測的上試件與傳感器之間不發生接觸。當給上試件施加外載荷時，結合表面受載，微凸體發生變形，利用光纖傳感器采集和傳輸電信號獲取外載荷下結合面變形量，為進一步求解結合部剛度提供依據。由上可知,光纖傳感器的安裝位置和調試決定了測量結果的準確性。為獲取整個結合面的變形和變形分布情況，實驗中想在結合面上沿同一直徑上不同方向及不同直徑上多布置幾個光纖傳感器來獲取結合面各點的變形。

一方面，納米級高精度光纖傳感器分辨率很高，且量程很小，安裝調整要求也很高，實驗過程中微小的變動都會使測量結果失真，光纖傳感器的安裝調整既要求牢固可靠，也有要求操作時方便可調。另一方面結合面面壓分布和變形分布范圍很小，確保光纖傳感器都在測量范圍內，在狹小的結合表面安裝多個光纖傳感器，用現有的傳感器調整裝置來實現有明顯不足之處。

現有的可用于高精度傳感器精確調整的裝置，都是采用帶有二維或三維螺旋測微計的調整架或調整臺，其結構尺寸相對較大，無法適合單個光纖傳感器在小平面、孔內等狹窄位置安裝和多個傳感器同時測量的安裝操作位置要求。結合面的位移測量是將下試件放置在實驗方箱上，光纖傳感器通過方箱上部的孔安裝在下試件上，而且要同時安裝多個，還要留出調整空間，現有的調整夾頭無法滿足空間及調整空間要求。如圖1所示，在進行結合面剛度檢測時，需要測量外載荷下結合面的變形量，為減小上下試件變形對結合面變形的影響，需將傳感器布置在靠近結合面中心位置，需要在下試件上開孔將光纖傳感器,由下方穿入孔中，為保證盡量不破壞結合面形貌，光纖探頭直徑都很小，最小的直徑僅有0.17mm，對應傳感器在下試件上的孔徑只有0.2mm；且納米級光纖傳感器量程很小，測量前需要將光纖傳感器位置調整至量程范圍內，若直接安裝將光纖傳感器插入通孔時，只能通過手動控制光纖傳感器插入的深度來確保光纖傳感器頭部到結合面的距離，而無法精確控制該段距離，保證距離測量表面在量程范圍內，若多次直接調整還有可能將傳感器頭碰壞。現有調整裝置無法實現實驗裝配之前的預調整，以滿足微小量程的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種納米級非接觸光纖傳感器測量用調整裝置及方法，以克服現有技術中的問題，本發明可以在較小的實驗空間內對納米級光纖傳感器進行測量前保證量程的預安裝以及實驗測量時精確調整，使得納米級光纖位移傳感器達到最佳分辨率所在的量程范圍。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

納米級非接觸光纖傳感器測量用調整裝置，包括調整螺母，調整螺母下部穿插設有光纖傳感器，上部穿插設有固定桿，且光纖傳感器通過固定桿下方的孔安裝在固定桿中，固定桿的上部套設有固定螺桿，且固定螺桿的下部外側與調整螺母的上部內側通過螺紋連接。

進一步地，固定螺桿的上部連接有微調筒，微調筒的上部連接有調整套，調整套上連接有調整蓋。

進一步地，微調筒的總長度比下試件的高度小1mm。

進一步地，光纖傳感器和調整螺母的下部設置在支撐塊中。

進一步地，固定螺桿的底部與固定桿之間設有彈簧。