一种活塞式水银光纤Bragg光栅倾角传感器制造技术

技术编号:10974730 阅读:104 留言:0更新日期:2015-01-30 09:02
本实用新型专利技术涉及一种活塞式水银光纤Bragg光栅倾角传感器,属于光电子测量技术领域。本实用新型专利技术水银填充满水银柱金属壳内,水银通过传压活塞密闭于水银柱金属壳,水银柱金属壳由水银柱支撑架固定在外壳内,外壳焊接在底座上方,传压活塞下端连接传力杆的上端,传力杆的下端连接等强度悬臂梁的自由端,光纤Bragg光栅粘贴在等强度悬臂梁上下两壁,等强度悬臂梁右端固定于悬臂梁支撑柱上,导出光纤通过光纤引出孔引出并与外接光缆相连接,光纤引出孔用环氧树脂封闭,悬臂梁支撑柱焊接在外壳内的底部。本实用新型专利技术具有较强的抗电磁干扰能力和耐腐蚀能力适用于对边坡的长期监测;结构简单,便于操作。(*该技术在2024年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
-种活塞式水银光纤Bragg光栅倾角传感器
本技术涉及一种活塞式水银光纤化agg光栅倾角传感器,属于光电子测量技 术领域。
技术介绍
我国是一个多山的国家,山地约占全国总面积的2/3,是世界上滑坡频繁的国家之 一。滑坡活动与滑坡体的组成物质、力学性能、形态、层状、软弱面、结构面等因素有关,机制 较为复杂。 边坡内部位移监测一直是岩±工程界关注的重要课题。传统的移动式、固定式 倾角传感器已经广泛应用于边坡内部位移的监测中,但传统倾角传感器存在较大的不足, 如数据采集仪器会出现漂移误差,测斜仪导轮磨损、偏移等会带来误差。活塞式水银光纤 Bragg光栅倾角传感器具有抗电磁干扰、动态范围宽、灵敏度高、便于组网、远距离和长期性 要求,可实现分布式测量等优点,为解决上述关键问题提供了良好的技术手段。 通过采用活塞式水银光纤化agg光栅倾角传感器对边坡倾角进行实时在线监测 时,需要考虑活塞式水银光纤化agg光栅倾角传感器的构成,及如何安装来实现测量时对 光纤的保护问题。
技术实现思路
本技术提供了一种活塞式水银光纤化agg光栅倾角传感器,W用于解决对边 坡倾斜实时在线检测时光纤Bragg光栅倾角传感器的结构、安装的问题。 本技术的技术方案是;一种活塞式水银光纤化agg光栅倾角传感器,包括水 银柱金属壳1、水银2、水银柱支撑架3、外壳4、光纤引出孔5、导出光纤6、传压活塞7、传力 杆8、光纤化agg光栅9、等强度息臂梁10、息臂梁支撑柱11、底座12 ;其中水银2填充满水 银柱金属壳1内,水银2通过传压活塞7密闭于水银柱金属壳1,水银柱金属壳1由水银柱 支撑架3固定在外壳4内,外壳4焊接在底座12上方,传压活塞7下端连接传力杆8的上 端,传力杆8的下端连接等强度息臂梁10的自由端,光纤化agg光栅9粘贴在等强度息臂 梁10上下两壁,等强度息臂梁10右端固定于息臂梁支撑柱11上,导出光纤6通过光纤引 出孔5引出并与外接光缆相连接,光纤引出孔5用环氧树脂封闭,息臂梁支撑柱11焊接在 外壳4内的底部。 所述粘贴在等强度息臂梁10上下两壁的两根光纤化agg光栅应采用同一型号的 光敏光纤制成。 本技术的工作原理是: 当倾角传感器所测对象的倾角发生变化时,水银2在水银柱金属壳1内的有效长 度(有效长度奇? COS 6)将发生改变,水银2对传压活塞7的压力将相应改变,传压活塞7 通过传力杆8把水银的压力传递给等强度息臂梁10自由端,带动粘贴在等强度息臂梁10 上下两壁的光纤化agg光栅9拉伸和压缩(上壁的光纤化agg光栅拉伸,下壁的光纤化agg 光栅压缩)将被测对象倾角的检测转化为对光纤Bragg光栅波长的调制,光纤Bragg光栅9 的差动式粘贴有助于抵消环境温度的影响,光纤化agg光栅9的导出光纤6通过光纤引出 孔5引出并与外接光缆相连接,构成活塞式水银光纤化agg光栅倾角传感器。 本技术的数学模型分析如下: 水银2对传压活塞7所施加的压强是: [001引 P = C 芭S 幫 (1) 式中,片为水银的密度,g为重力系数,Z为水银柱的长度,#为传感器的倾斜角。 传压活塞7通过传力杆8传递给等强度息臂梁10自由端的压力是: [00巧]户=户? S (2) 式中,S为传压活塞7和水银2接触面的面积。 等强度息臂梁10各点的应变为: [001 引 5=6-F-V巧-h^ -E) (3) 式中,7为等强度息臂梁8的工作长度,A为等强度息臂梁10的厚度,公为等强度 息臂梁10固定端的宽度,i?为等强度息臂梁10的弹性模量。 把(1) (2)式带入(3)式得: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活塞式水银光纤Bragg光栅倾角传感器,其特征在于:包括水银柱金属壳(1)、水银(2)、水银柱支撑架(3)、外壳(4)、光纤引出孔(5)、导出光纤(6)、传压活塞(7)、传力杆(8)、光纤Bragg光栅(9)、等强度悬臂梁(10)、悬臂梁支撑柱(11)、底座(12);其中水银(2)填充满水银柱金属壳(1)内,水银(2)通过传压活塞(7)密闭于水银柱金属壳(1),水银柱金属壳(1)由水银柱支撑架(3)固定在外壳(4)内,外壳(4)焊接在底座(12)上方,传压活塞(7)下端连接传力杆(8)的上端,传力杆(8)的下端连接等强度悬臂梁(10)的自由端,光纤Bragg光栅(9)粘贴在等强度悬臂梁(10)上下两壁,等强度悬臂梁(10)右端固定于悬臂梁支撑柱(11)上,导出光纤(6)通过光纤引出孔(5)引出并与外接光缆相连接,光纤引出孔(5)用环氧树脂封闭,悬臂梁支撑柱(11)焊接在外壳(4)内的底部。

【技术特征摘要】
1. 一种活塞式水银光纤Bragg光栅倾角传感器,其特征在于:包括水银柱金属壳(I )、 水银(2)、水银柱支撑架(3)、外壳(4)、光纤引出孔(5)、导出光纤(6)、传压活塞(7)、传力 杆(8)、光纤Bragg光栅(9)、等强度悬臂梁(10)、悬臂梁支撑柱(11)、底座(12);其中水银 (2 )填充满水银柱金属壳(1)内,水银(2 )通过传压活塞(7 )密闭于水银柱金属壳(1 ),水银 柱金属壳(1)由水银柱支撑架(3)固定在外壳(4)内,外壳(4)焊接在底座(12)上方,传压 活塞(7)下端连...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢涛李川李英娜赵振纲欧阳鑫刘爱莲吴文兵
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:新型
国别省市:云南;53

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