[實用新型]一種超量程保護的光纖光柵拉力傳感器

有效

• 申請號: 201920575025.2
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN209783784U
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 趙振剛;李川;李英娜
• 申請（專利權）人: 昆明理工光智檢測科技有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 53115 昆明今威專利商標代理有限公司
• 代理人: 賽曉剛

本實用新型公開一種超量程保護的光纖光柵拉力傳感器，包括傳感器主體、球座掛環及傳感器外殼，在傳感器主體頂部設置掛環，傳感器主體腔內部分與球座掛環組成檢測機構，檢測機構向下穿出傳感器主體底部；檢測機構包括連接光纖、光纖光柵、形變力桿、傳輸光纖和球座，形變力桿下端設置呈球體，球座掛環上端設有球座，球體緊固于球座中；在球座掛環下端設置有受力拉環；在形變力桿的兩側對稱設置光纖光柵，兩根光纖光柵上端之間通過連接光纖連接，兩根光纖光柵下端分別連接傳輸光纖。本實用新型解決了現有傳感器存在的測量精度低，抗拉能力弱，無安全保護的問題，較傳統的拉力傳感器提高了測量精度，擴大了應用范圍及安全可靠性。

技術領域

本實用新型是光纖光柵拉力傳感器，具體的是涉及一種超量程保護的光纖光柵拉力傳感器，主要是用于輸電線路導線覆冰監測。

背景技術

一般來說，由于我國南方多為山區且氣候潮濕，輸電線路會受到環境載荷的作用，例如，風、雨、雪載荷等，特別是在冬天的時候，輸電導線的一側會覆有6mm到30mm的覆冰。輸電線路覆冰引起的故障會嚴重影響電力系統的正常運行，對電力系統的安全產生嚴重危害。2008年1月中至2月，我國粵北地區遭受到一場嚴重的持續低溫、雨雪冰凍天氣襲擊。大范圍地區的電網也出現了閃冰跳閘、桿塔倒塌、導線舞動、設備破壞等事故。輸電設備的大量破壞說明了南方地區電線塔對持續大范圍長時間低溫、雨雪冰凍氣候的抵御能力嚴重不足。鐵塔在覆冰過大的載荷作用下的結構性失穩，是造成08年雪災倒塔事故的重要原因。因此，對輸電線路覆冰的在線監測是保證輸電設備安全、可靠的運行及減小因災害所帶來損失的一種有效方法。現有的可對輸電線路覆冰進行監測的光纖拉力傳感器普遍存在兩種缺陷：一方面是滿足測量范圍，但不滿足國家標準規定的金具承重要求；另一方面是滿足金具承重要求，但設計測量范圍過大，實際上大部分未被使用，導致傳感器達不到測量精度。

因此，需設計一種既能滿足電網金具承重要求，又能精確監測輸電導線拉力，性能穩定且運行可靠的超量程保護光纖光柵拉力傳感器是必要且也是解決上述技術問題的關鍵所在。

發明內容

針對上述背景技術中存在的諸多缺陷與不足，本實用新型對此加以改進和創新，旨在提供一種設計新穎，結構簡單，可有效防止輸電導線覆冰過重而引起導線脫落，避免重大安全事故的同時也可消除由溫度引起的測量誤差，較好的減少了光纖光柵拉力傳感器的溫度飄移，也克服了由溫度變化而引起的傳感器的測量偏差，提高了測量精度、測量性能的穩定性和可靠性。

為解決上述問題并達到上述的發明目的，本實用新型一種超量程保護的光纖光柵拉力傳感器是通過采用下列的設計結構以及采用下列的技術方案來實現的：

本實用新型的另一個發明目的是能夠在惡劣的環境下進行遠程實時監測，同時，在測量的穩定性、靈敏度和精確度方面有較大提高。

作為本實用新型一種超量程保護的光纖光柵拉力傳感器的改進，該光纖光柵拉力傳感器包括傳感器主體(3)、球座掛環及傳感器外殼(8)，在傳感器主體(3)的頂部設置掛環(1)，傳感器主體(3)的腔內部分與球座掛環組成檢測機構，檢測機構向下穿出傳感器主體(3)的底部；其中，檢測機構包括連接光纖(2)、光纖光柵(4)、形變力桿(5)、傳輸光纖(10)和球座(7)，形變力桿(5)的下端設置呈球體(12)，球座掛環上端設置有與球體(12)適配的球座(7)，球體(12)緊固于球座(7)中；在球座掛環下端設置有受力拉環(11)；在形變力桿(5)的兩側對稱設置光纖光柵(4)，兩根光纖光柵(4)的上端之間通過連接光纖(2)連接，兩根光纖光柵(4)的下端分別連接傳輸光纖(10)。

作為本實用新型上述的改進，所述掛環(1)設置為兩個，兩個掛環(1) 的垂線方向與絕緣子相連；設置于所述形變力桿(5)上的其中一根光纖光柵為雙敏感光柵(4a)，雙敏感光柵(4a)對溫度和拉力均敏感；另一根光纖光柵為單敏感光柵(4b)，單敏感光柵(4b)對溫度敏感。