一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種應變傳感器，尤其涉及應用在土木工程測量混凝土結(jié)構(gòu)應變具有溫度補償功能的結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器。
技術背景
[0002]目前，基于光纖光柵原理的應變傳感技術得到快速發(fā)展，光纖光柵具有防止電磁干擾、無電檢測、抗雷擊等優(yōu)點，光纖光柵應變傳感器在測量如橋梁、大壩、隧道和大型建筑等土木工程結(jié)構(gòu)應變中得到了廣泛應用。
[0003]由于野外工程施工環(huán)境復雜，傳感器安裝需要滿足底座安固的誤差影響，該傳感器安裝設計新穎，可通過兩邊的螺帽來調(diào)整傳感器底座安裝帶來的誤差影響。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供針對現(xiàn)有技術的缺陷和不足，提出了一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器。
[0005]本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，包括保護外筒、應變內(nèi)筒、光纖以及光柵、鎧裝光纜，其特征在于:所述光柵為應變光柵，所述應變光柵安裝固定在應變內(nèi)筒內(nèi)并呈預張拉狀態(tài)，應變內(nèi)筒外套有保護外筒，所述應變內(nèi)筒兩端安裝有固定端，固定端固定光柵兩端，確保光柵處在預張拉狀態(tài)；所述固定端的外端通過鎧裝接頭固定鎧裝光纜，所述鎧裝接頭通過連接件和固定端連接；所述連接件和固定端以及鎧裝接頭通過螺帽連接；所述應變內(nèi)筒中間還設有彈性結(jié)構(gòu)減緩應變內(nèi)筒的拉力保證該傳感器的靈敏度和線型度。
[0007]所述應變內(nèi)筒兩端設有凹槽，凹槽內(nèi)安裝有O型密封圈，所述保護外筒通過O型密封圈與應變內(nèi)筒密封連接，保護應變內(nèi)筒彈性結(jié)構(gòu)，當應變內(nèi)筒發(fā)生應變時，保護外筒對應變結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生影響。
[0008]所述連接件外面有細螺紋，同時上面有螺帽，可安裝在底座上。
[0009]工程安裝時，固定端與安裝底座相連，底座通過螺栓或點焊安裝在被測物表面。
[0010]所述應變內(nèi)筒由長度120mm、外徑10mm、內(nèi)徑4mm的304不銹鋼管制作。
[0011]所述保護外筒由長度110mm、外徑12mm、內(nèi)徑10.5mm的304不銹鋼管制作。
[0012]所述固定端由長度為30mm、外徑為15mm的304不銹鋼棒制作。
[0013]所述鎧裝接頭由304不銹鋼管制作。
[0014]在組裝過程中，第一步組裝傳感部分，首先將光柵串穿過應變內(nèi)筒，然后用合成膠將應變光柵固定并烘干，烘干后，通過連接件微調(diào)內(nèi)螺紋，確保應變光柵應預張拉2.5nm。
[0015]第二步是依次安裝O型密封圈、保護外筒、固定端、鎧裝接頭，固定端和保護內(nèi)筒的連接螺母以及鎧裝接頭與連接件的連接螺母均要用螺絲膠進行密封。
[0016]在組裝好后，對光纖光柵應變傳感器分別進行溫度波長率定和應變波長率定。溫度率定時，需要同時記錄應變光柵波長。應變率定時，必須確保率定環(huán)境的溫度均衡，要求在恒溫環(huán)境中進行，并記錄好光柵的波長值。率定結(jié)束后，分別計算出該傳感器的應變系數(shù)和溫度補償系數(shù)。
[0017]在工程安裝中，在測量混凝土表面應變情況下，需要將固定端安裝在固定底座上，再通過兩邊的螺帽來調(diào)整傳感器底座安裝帶來的誤差影響。
[0018]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，組裝、安裝方便，有效提高了其測量的精度和靈敏度，在土木工程混凝土表面應變監(jiān)測中具有很高的實用價值。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的原理示意圖；
[0020]圖中:1、應變內(nèi)筒，2、彈性結(jié)構(gòu)，3、保護外筒，4、凹槽，5、固定端，6、連接件，7、鎧裝接頭，8、鎧裝光纜，9、光纖，10、光柵，11、螺帽，12、安裝底座。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式做詳細描述。
[0022]如圖1所示，一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，包括保護外筒3、應變內(nèi)筒1、光纖9以及光柵10、鎧裝光纜8，其特征在于:所述光柵10為應變光柵，所述應變光柵安裝固定在應變內(nèi)筒I內(nèi)并呈預張拉狀態(tài)，應變內(nèi)筒I外套有保護外筒3，所述應變內(nèi)筒I兩端安裝有固定端5，固定端5固定光柵10兩端，確保光柵處在預張拉狀態(tài)；所述固定端5的外端通過鎧裝接頭7固定鎧裝光纜8，所述鎧裝接頭7通過連接件6和固定端5連接；所述連接件6和固定端5以及鎧裝接頭7通過螺帽11連接；所述應變內(nèi)筒I中間還設有彈性結(jié)構(gòu)2減緩應變內(nèi)筒I的拉力保證該傳感器的靈敏度和線型度。
[0023]所述應變內(nèi)筒I兩端設有凹槽4，凹槽4內(nèi)安裝有O型密封圈，所述保護外筒3通過O型密封圈與應變內(nèi)筒I密封連接，保護應變內(nèi)筒彈性結(jié)構(gòu)，當應變內(nèi)筒I發(fā)生應變時，保護外筒3對應變結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生影響。
[0024]所述連接件6外面有細螺紋，同時上面有螺帽11，可安裝在底座12上。
[0025]工程安裝時，固定端5與安裝底座12相連，底座12通過螺栓或點焊安裝在被測物表面。
[0026]所述應變內(nèi)筒I由長度120mm、外徑10mm、內(nèi)徑4mm的304不銹鋼管制作。
[0027]所述保護外筒3由長度110mm、外徑12mm、內(nèi)徑10.5mm的304不銹鋼管制作。
[0028]所述固定端5由長度為30mm、外徑為15mm的304不銹鋼棒制作。
[0029]所述鎧裝接頭7由304不銹鋼管制作。
[0030]在組裝過程中，第一步組裝傳感部分，首先將光柵串穿過應變內(nèi)筒1，然后用合成膠將應變光柵固定并烘干，烘干后，通過連接件5微調(diào)內(nèi)螺紋，確保應變光柵應預張拉2.5nm0
[0031]第二步是依次安裝O型密封圈、保護外筒3、固定端5、鎧裝接頭8，固定端5和保護內(nèi)筒I的連接螺母11以及鎧裝接頭7與連接件6的連接螺母11均要用螺絲膠進行密封。
[0032]在組裝好后，對光纖光柵應變傳感器分別進行溫度波長率定和應變波長率定。溫度率定時，需要同時記錄應變光柵波長。應變率定時，必須確保率定環(huán)境的溫度均衡，要求在恒溫環(huán)境中進行，并記錄好光柵的波長值。率定結(jié)束后，分別計算出該傳感器的應變系數(shù)和溫度補償系數(shù)。
[0033]在工程安裝中，在測量混凝土表面應變情況下，需要將固定端安裝在固定底座上，再通過兩邊的螺帽來調(diào)整傳感器底座安裝帶來的誤差影響。
[0034]以上所述僅為本實用新型的較佳實施實例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，包括保護外筒、應變內(nèi)筒、光纖以及光柵、鎧裝光纜，其特征在于:所述光柵為應變光柵，所述應變光柵安裝固定在應變內(nèi)筒內(nèi)并呈預張拉狀態(tài)，應變內(nèi)筒外套有保護外筒，所述應變內(nèi)筒兩端安裝有固定端，固定端固定光柵兩端，確保光柵處在預張拉狀態(tài)；所述固定端的外端通過鎧裝接頭固定鎧裝光纜，所述鎧裝接頭通過連接件和固定端連接；所述應變內(nèi)筒中間還設有彈性結(jié)構(gòu)減緩應變內(nèi)筒的拉力保證該光柵的靈敏度和線型度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，其特征在于:所述應變內(nèi)筒兩端設有凹槽，凹槽內(nèi)安裝有O型密封圈，所述保護外筒通過O型密封圈與應變內(nèi)筒密封連接，當應變內(nèi)筒發(fā)生應變時，保護外筒對應變結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，其特征在于:所述光柵采用柵區(qū)長度1mm的聚酰亞胺光纖制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，其特征在于:所述應變內(nèi)筒由長度120mm、外徑10mm、內(nèi)徑4mm的304不銹鋼管制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，其特征在于:所述保護外筒由長度110mm、外徑12mm、內(nèi)徑10.5mm的304不銹鋼管制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，其特征在于:所述固定端由長度為30mm、外徑為15mm的304不銹鋼棒制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，其特征在于:所述鎧裝接頭由304不銹鋼管制作。
【專利摘要】本實用新型公開了一種結(jié)構(gòu)表面式光纖光柵應變傳感器，包括保護外筒、應變內(nèi)筒、光纖以及光柵、鎧裝光纜，其特征在于：所述光柵安裝固定在應變內(nèi)筒內(nèi)并呈預張拉狀態(tài)，應變內(nèi)筒外套有保護外筒，所述應變內(nèi)筒兩端安裝有固定端，固定端固定光柵兩端，確保光柵處在預張拉狀態(tài)；所述固定端的外端通過鎧裝接頭固定鎧裝光纜，所述鎧裝接頭通過連接件和固定端連接；所述應變內(nèi)筒中間還設有彈性結(jié)構(gòu)減緩應變內(nèi)筒的拉力保證該傳感器的靈敏度和線型度。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，安裝后能夠通過螺帽來調(diào)整傳感器預張拉狀態(tài)，在土木工程混凝土應變監(jiān)測中具有很高的實用價值。
【IPC分類】G01B11-16
【公開號】CN204555928
【申請?zhí)枴緾N201520246698
【發(fā)明人】李寧溪
【申請人】杭州聚華光電科技有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月22日