[實用新型]一種光纖光柵裂縫傳感器

有效

• 申請號: 202022871292.X
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN214121079U
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 俞國驊;丁智;金杰克;王達;姜瑞
• 申請（專利權）人: 杭州合躍科技有限責任公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/14
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 樂俊

本實用新型涉及光纖光柵傳感器技術及位移測量領域，具體公開了一種光纖光柵裂縫傳感器，其包括：基體、固定凸臺、半圓環彈性片、活動拉桿、第一光釬光柵和第二光釬光柵；所述的固定凸臺的頂端固定在基體的頂板的內側，所述的半圓環彈性片的頂端與固定凸臺的底端連接，所述的活動拉桿的頂端與半圓環彈性片的底端連接，活動拉桿貫穿基體的底板，活動拉桿與基體滑動連接；所述的第一光釬光柵固定在半圓環彈性片的左側面，所述的第二光釬光柵固定在半圓環彈性片的右側面，第一光釬光柵和第二光釬光柵連接有傳導光纖，傳導光纖延伸至基體外。本實用新型結構簡單緊湊、抗電磁干擾，能夠實現傳感器的溫度自補償和長期實時在線監測，使用壽命長。

技術領域

本實用新型屬于屬于光纖光柵傳感器技術及位移測量領域，尤其涉及一種光纖光柵裂縫傳感器。

背景技術

建筑行業中的各種橋梁結構的安全性能一直是人們所關注的問題。橋梁結構的梁板裂縫、伸縮縫位移作為最基本的物理量最能夠直接反映出橋梁結構的病害程度和運行狀態，通過對梁板裂縫和伸縮縫位移的在線實時監測可以較為準確的評估出橋梁結構安全健康狀況。

對混凝土結構的裂縫進行評估，其傳統方法包括直接觀察法、敲擊回波法、聲發射探傷法以及紅外熱成像法等。這些方法不能直接測量出裂縫的寬度，屬點式監測。目前，現有的普通位移傳感器一般采用將被測位移量的變化轉換成電阻或電壓的電信號加以檢測，因此普通位移傳感器有傳輸距離有限，易受外界磁場干擾影響、穩定性差、難以長期實時監測及易受復雜惡劣的野外工作環境影響等缺點，對于位移變形測量中難以保證測量精度，且不具備遠距離監測及數據傳輸功能，導致電類傳感器的應用受到了極大限制。

光纖光柵(FBG)傳感技術是二十世紀末興起的新一代集光子學、電子電路、計算機、軟件等多項高科技技術為一體的傳感技術，它采用與光通信相似的光信號傳導和信號解調技術，對光波長信號進行數字式測量，其具有極高的測量精度和抗干擾能力，是目前國際上最為先進且成熟的光纖傳感技術之一。由于光纖光柵的無電監測和強抗干擾等特性，其傳感器可用于電力、石化、鋼鐵、交通、水利、橋梁隧道工程、防災等不同的行業領域。例如中國專利CN2854587Y公開的滾軸式光纖光柵裂縫傳感器，是在一封裝盒內設有同心不同直徑的金屬滾軸、軸承，金屬滾軸的不同直徑外圓處設有剛性連接的金屬探桿和粘貼有光纖光柵的微細金屬桿，金屬探桿穿越封裝盒向外延伸，金屬桿的另一端與封裝盒側壁固定。但是該傳感器結構過分復雜，部件安裝不便，而且該傳感器選用的是單光柵結構，沒有消除溫度帶來的影響。

又如中國專利CN201382777Y公開的溫度自補償光纖光柵位移傳感器是利用毛細金屬管封裝的兩只裸光纖光柵通過金屬連接塊、彈簧和連接桿與探頭相連，探頭通過金屬盒的導桿孔可以自由伸縮。采用彈簧作為形變部件拉動光纖光柵，由于彈簧長期承受形變，則使用壽命有限；不僅存在失效的可能，還影響長期位移監測的連貫性。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種光纖光柵裂縫傳感器，以解決現有技術中光纖光柵傳感器結構復雜，采用彈簧作為形變部件拉動光纖光柵使用壽命有限等問題。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：

本實用新型涉及一種光纖光柵裂縫傳感器，其包括：基體、固定凸臺、半圓環彈性片、活動拉桿、第一光釬光柵和第二光釬光柵；所述的固定凸臺的頂端固定在基體的左側壁內側，所述的半圓環彈性片的頂端與固定凸臺的底端連接，所述的活動拉桿的頂端與半圓環彈性片的底端連接，活動拉桿貫穿基體的底板，活動拉桿與基體滑動連接；所述的第一光釬光柵固定在半圓環彈性片的左側面，所述的第二光釬光柵固定在半圓環彈性片的右側面，第一光釬光柵和第二光釬光柵連接有傳導光纖，傳導光纖延伸至基體外。

優選地，所述的固定凸臺與所述的基體采用一體式結構。

優選地，所述的半圓環彈性片的兩端分別通過螺栓與固定凸臺以及活動拉桿連接。