[發明專利]一種用于船舶結構應力監測的短基傳感器及其使用方法

在審

• 申請號: 202010040043.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111076853A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 王為;劉傳奇;喬立波;楊靖平
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

1.一種用于船舶結構應力監測的短基傳感器，其特征在于它包括連接裝置、固定裝置、密封裝置和應力敏感元件；

其中所述的連接裝置包括：連接管（3）、上保護管（5）、下保護管（6）、光纖粘貼承載塊（7）；兩端各有一個連接管（3），其內放置著一個光纖粘貼承載塊（7），兩個連接管（3）由保護管相連，保護管由上保護管（5）與下保護管（6）通過螺絲孔固定起來，保護管的連接部分均采用水密槽密封方式，水密槽中塞入橡膠材質的密封圈，保證連接處的水密性；

所述的固定裝置包括：傳感器固定塊（2）、粘貼塊固定螺絲孔（8）；其中粘貼塊固定螺絲孔（8）各位于兩側的連接管（3）上，螺絲通過該螺絲孔固定住位于連接管（3）內的光纖粘貼承載塊（7）；

所述的密封裝置包括：光纖防水航插連接板（1）、密封板（4）、光纖防水航插口（11）以及航插固定孔（12）；左側的光纖防水航插連接板（1）是為了連接光纖防水航插所設計，航插由航插口（11）接入，并通過航插固定孔（12）由螺絲所固定；密封板（4）完全密封住傳感器的右側，使傳感器保持水密性；

所述的應力敏感元件包括：單根光纖光柵（9）以及溫度補償光柵（10）；光纖光柵的兩端粘貼于承載塊（7）上，并通過防水航插連接至傳輸光纜，最終船體結構的應力變化將以光纖光柵的波長變化的形式在解調儀上顯示出來；溫度補償光柵（10）粘貼在一側的連接管（3）內側，不受應力作用而只受溫度影響，通過補償算法即可進行溫度補償，消除溫度對于應力測量的影響。

2.根據權利要求1所述一種用于船舶結構應力監測的短基傳感器，其特征在于不僅適用于對船舶結構的應力監測，同時也適用于其它類型的復雜機械結構以及建筑物，監測局部位置的應力強度變化。

3.根據權利要求1所述一種用于船舶結構應力監測的短基傳感器，其特征在于傳感器非一體式結構，而是采用零件裝配體結構。

4.根據權利要求1所述一種用于船舶結構應力監測的短基傳感器，其特征在于傳感器整體零件均由不銹鋼材質制成。

5.根據權利要求1所述一種用于船舶結構應力監測的短基傳感器的使用方法，其特征包括：

（1）當傳感器安裝位置的船體部分受到外力作用，傳感器也會隨之發生形變，帶動保護管進行小范圍的形變，導致光纖相應的被拉長或壓縮，從而導致光纖光柵的波長發生變化；

（2）船體的應力變化通過光纖光柵波長的變化反映在解調儀上，因為光纖光柵的形變與光纖光柵的形變基本成線性關系，所以通過解調儀的補償算法，船體結構的應力變化與光纖光柵的波長變化也基本呈線性比例變化。

6.權利要求1所述用于船舶結構應力監測的短基傳感器在用于船體某些復雜不易監測部位的局部應力應變檢測方面的應用。