外引式光纖應變測量傳感器的製作方法

2023-05-06 11:19:46

專利名稱：外引式光纖應變測量傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於測量超大型構件應變的外引式光纖應變測量傳感器。
背景技術：
目前，普通的應變測量方法是直接把應變片貼在被測量的構件上，由於超大型構件的表面不能直接進行機械加工，因此其表面的粗糙度都很低，使用直接貼應變片的普通應變測量方法很難對超大型構件的應變進行精確測量。現在雖然有光學非接觸方法對超大型構件的應變進行測量研究，但由於設備龐大且安裝複雜，很難得以實現。
實用新型內容針對現有技術存在的問題，本實用新型的目的是提供一種外引式光纖應變測量傳感器。
為實現本實用新型的目的，本外引式光纖應變測量傳感器包括剛性支架、檢測管及鎖定裝置，所述剛性支架上有固定孔，所述檢測管由薄壁管和檢測光纖構成，檢測光纖上加工有光柵，檢測光纖插入薄壁管內並通過膠接與薄壁管構成一個整體，其中薄壁管的長度大於檢測光纖上的光柵的長度，所述檢測管插入間隔適當距離的兩個剛性支架上的固定孔中，並分別通過所述鎖定裝置與相應一側的剛性支架可拆卸固定。
進一步地，所述鎖定裝置包括鎖緊螺帽、環狀活動楔套和環狀固定楔套，其中環狀固定楔套的裡孔為帶有適當錐度的錐孔，其外表面加工有與鎖緊螺帽相匹配的外螺紋，環狀固定楔套以其裡孔小徑端與所述剛性支架固定連接，並與剛性支架上的固定孔同心，環狀活動楔套外表面為與環狀固定楔套裡孔的錐度相匹配的錐面，其裡孔為直徑略大於所述檢測管外徑的通孔，環狀活動楔套上加工有沿其周向均布的若干個鎖緊用缺口，該鎖緊用缺口的開口端位於環狀活動楔套的小徑端並沿環狀活動楔套的軸線延伸適當長度，所述鎖緊螺帽上同樣帶有供所述檢測管穿過的通孔。
進一步地，所述檢測管上的薄壁管為金屬管。
本外引式光纖應變測量傳感器是通過光波的變化而對被測構件的應變進行測量的，杜絕了因被測構件表面粗糙而無法直接測量的問題，提高了測量成功率，加之本外引式光纖應變測量傳感器的結構相對簡單，因此很容易得以實現。


圖1為本實用新型外引式光纖測量傳感器的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型外引式光纖測量傳感器作進一步說明。
本外引式光纖應變測量傳感器包括剛性支架1、檢測管2及鎖定裝置3，所述剛性支架2與被測構件4固定連接，其連接形式可以是焊接或膠接或螺紋連接，所述剛性支架1上設置有固定孔5。所述檢測管2由薄壁管201和檢測光纖202構成，檢測光纖202上加工有光柵203，檢測光纖202插入薄壁管201內並以膠接方式與薄壁管201固定成一個整體，其中薄壁管201的長度大於檢測光纖202上光柵203的長度，所述檢測管2插入間隔適當距離的兩個剛性支架1上的固定孔5中，並分別通過所述鎖定裝置3與相應一側的剛性支架1可拆卸固定。所述鎖定裝置3包括鎖緊螺帽301、環狀活動楔套302和環狀固定楔套303，其中環狀固定楔套303的裡孔為帶有適當錐度的錐孔，其外表面加工有與鎖緊螺帽301相匹配的外螺紋，環狀固定楔套303以其裡孔小徑端與所述剛性支架1固定連接，並與剛性支架1上的固定孔5同心，環狀活動楔套302外表面為與環狀固定楔套303裡孔的錐度相匹配的錐面，其裡孔為直徑略大於所述檢測管2外徑的通孔，環狀活動楔套302上加工有沿其周向均布的若干個鎖緊用缺口，該鎖緊用缺口的開口端位於活動楔套302的小徑端並沿環狀活動楔套302的軸線延伸適當長度，所述鎖緊螺帽301上同樣帶有供所述檢測管2穿過的通孔。
工作時，當被測構件4產生應變時，剛性支架1的相對距離就會發生變化，進而帶動薄壁管201發生應變。薄壁管201又帶動檢測光纖202發生應變，檢測光纖202上的光柵203之間的間隔也就發生變化，這時通過檢測光纖201的光波就發生變化，這樣就可以檢測出發生在檢測光纖201上的應變了。由於被測構件4的剛度遠遠大於薄壁管201的剛度(至少應該1000倍以上)，所以，外引式光纖應變傳感器的存在影響被測構件的測量誤差不會大於0.1％。
權利要求1.一種外引式光纖應變測量傳感器，其特徵在於本外引式光纖應變測量傳感器包括剛性支架、檢測管及鎖定裝置，所述剛性支架上設置有固定孔，所述檢測管由薄壁管和檢測光纖構成，檢測光纖上加工有光柵，檢測光纖插入薄壁管內並通過膠接與薄壁管構成一個整體，其中薄壁管的長度大於檢測光纖上的光柵的長度，所述檢測管插入間隔適當距離的兩個剛性支架上的固定孔中，並分別通過所述鎖定裝置與相應一側的剛性支架可拆卸固定。
2.如權利要求1所述的外引式光纖應變測量傳感器，其特徵在於所述鎖定裝置包括鎖緊螺帽、環狀活動楔套和環狀固定楔套，其中環狀固定楔套的裡孔為帶有適當錐度的錐孔，其外表面加工有與鎖緊螺帽相匹配的外螺紋，環狀固定楔套以其裡孔小徑端與所述剛性支架固定連接，並與剛性支架上的固定孔同心，環狀活動楔套外表面為與環狀固定楔套裡孔的錐度相匹配的錐面，其裡孔為直徑略大於所述檢測管外徑的通孔，環狀活動楔套上加工有沿其周向均布的若干個鎖緊用缺口，該鎖緊用缺口的開口端位於環狀活動楔套的小徑端並沿環狀活動楔套的軸線延伸適當長度，所述鎖緊螺帽上同樣帶有供所述檢測管穿過的通孔。
3.如權利要求1所述的外引式光纖應變測量傳感器，其特徵在於所述檢測管上的薄壁管為金屬管。
專利摘要本實用新型公開了一種外引式光纖應變測量傳感器，包括剛性支架、檢測管及鎖定裝置，所述剛性支架上設置有固定孔，所述檢測管由薄壁管和檢測光纖構成，檢測光纖上加工有光柵，檢測光纖插入薄壁管內並通過膠接與薄壁管構成一個整體，其中薄壁管的長度大於檢測光纖上的光柵的長度，所述檢測管插入間隔適當距離的兩個檢測管上的固定孔中，並分別通過所述鎖定裝置與相應一側的剛性支架可拆卸固定。本外引式光纖應變測量傳感器是通過光波的變化而對被測構件的應變進行測量的，杜絕了因被測構件表面粗糙而無法直接測量的問題，提高了測量成功率，加之本外引式光纖應變測量傳感器的結構相對簡單，因此很容易得以實現。
文檔編號G01B11/16GK2643282SQ0326089
公開日2004年9月22日 申請日期2003年8月12日 優先權日2003年8月12日
發明者黃國君, 丁樺, 李岐 申請人:中國科學院力學研究所