[實用新型]光纖光柵路面冰層厚度監(jiān)測傳感器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202023263138.0 | 申請日： | 2020-12-31 |
| 公開（公告）號： | CN213842052U | 公開（公告）日： | 2021-07-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王曉雪 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連博瑞鑫科技有限公司 |
| 主分類號： | G01B11/06 | 分類號： | G01B11/06 |
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| 地址： | 116024 遼寧省大連*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 光纖 光柵 路面 冰層 厚度 監(jiān)測 傳感器 | ||
本發(fā)明公開了一種光纖光柵路面冰層厚度監(jiān)測傳感器，主要包括雙層平膜片，帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁，傳力桿，連接殼，保護(hù)罩和傳輸光纖。環(huán)境降水通過保護(hù)罩進(jìn)入傳感器，降水在傳感器內(nèi)部結(jié)冰膨脹，膨脹力通過雙層平膜片和傳力桿傳遞到等強(qiáng)度梁上，等強(qiáng)度梁發(fā)生變形引起粘貼在其上的光纖光柵的中心波長發(fā)生漂移，基于預(yù)先標(biāo)定的波長變化?冰厚系數(shù)確定路面結(jié)冰厚度。本發(fā)明可以基于光纖波分復(fù)用功能將多個傳感器串聯(lián)，實現(xiàn)路面冰厚多點在線監(jiān)測。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于路面結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種光纖光柵路面冰層厚度監(jiān)測傳感器。
背景技術(shù)
雪在公路路面、機(jī)場跑道上形成積冰非常容易導(dǎo)致飛機(jī)起降沖出跑道和汽車追尾失控等交通事故。在冬季雨雪天氣，人工巡檢方式開展公路路面和機(jī)場跑道結(jié)冰檢查是最常用的一種方式，該方式會消耗大量的人力及時間，積冰檢測效率低。除此之外，在跑道或路面內(nèi)部植入諸如碳纖維等發(fā)熱材料融雪除冰是目前的熱點技術(shù)，但是該技術(shù)成本高，不適合大范圍使用且依然需要借助其他手段判斷積冰融化情況。為提高公路及機(jī)場跑道運行安全，發(fā)展能實時監(jiān)測公路路面和機(jī)場跑道積冰狀態(tài)的傳感器是非常有意義的。有報道基于空氣、冰、水介質(zhì)電特性差異研發(fā)的電容感應(yīng)式冰層厚度傳感器和用于河冰厚度監(jiān)測的基于連接體螺旋體結(jié)構(gòu)的FBG溫度傳感器。目前，采用光纖光柵傳感技術(shù)開展路面結(jié)冰厚度監(jiān)測的報道甚少。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有路面冰層厚度監(jiān)測技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種光纖光柵路面冰層厚度監(jiān)測傳感器。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：光纖光柵路面冰層厚度監(jiān)測傳感器包括雙層平膜片 (1)，帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁(2)，傳力桿(3)，連接殼(4)，保護(hù)罩(5)和傳輸光纖(6)，其特征在于：帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁(2)自由端與傳力桿(3) 一端連接固定，傳力桿(3)另一端與雙層平膜片(1)固定，雙層平膜片(1) 間隙注入防凍液，帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁(2)和雙層平膜片(1)固定在連接殼 (4)上，保護(hù)罩(5)安裝在連接殼(4)上，傳輸光纖(6)與帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁(2)連接并從連接殼(4)頂部引出。
雙層平膜片(1)包含內(nèi)層平膜片(1-1)，外層平膜片(1-2)，空心圓柱(1-3) 和注液密封孔(1-4)。
所述的內(nèi)層平膜片(1-1)和外層平膜片(1-2)為圓形并焊接在空心圓柱(1-3) 上下圓周上，注液密封孔(1-4)位于外層平膜片(1-2)上，由此向雙層平膜片(1)間隙注入防凍液并密封。
帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁(2)包括等強(qiáng)度梁(2-1)，光纖光柵一(2-2)和光纖光柵二(2-3)，光纖光柵一(2-2)和光纖光柵二(2-3)對稱粘貼在等強(qiáng)度梁 (2-1)中部位置并串聯(lián)。
所述的帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁(2)的自由端與傳力桿(3)一端焊接固定，傳力桿(3)另一端與雙層平膜片(1)的內(nèi)層平膜片(1-1)的中心硬點焊接固定。
連接殼(4)包括矩形殼一(4-1)，凸臺(4-2)，圓形卡槽(4-3)和出線孔 (4-4)。矩形殼一(4-1)由5個不銹鋼板焊接組成，凸臺(4-2)焊接在不銹鋼板上，圓形卡槽(4-3)焊接在矩形殼一(4-1)內(nèi)部，在矩形殼一(4-1)頂部不銹鋼板上開孔形成出線孔(4-4)。
所述的凸臺(4-2)與帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁(2)的固定端焊接固定，圓形卡槽(4-3)與雙層平膜片(1)焊接固定。
保護(hù)罩(5)包括矩形殼二(5-1)和細(xì)孔(5-2)。矩形殼二(5-1)由五個不銹鋼板組成，在矩形殼二(5-1)的兩個對稱不銹鋼板上間隔2cm開直徑1mm的細(xì)孔(5-2)，矩形殼二(5-1)焊接固定在連接殼(4)的矩形殼一(4-1)上。
傳輸光纖(6)與帶光纖光柵的等強(qiáng)度梁(2)上的光纖光柵一(2-2)連接并從連接殼(4)上的出線孔(4-4)引出。
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