一种光纤光栅应变传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种光纤光栅应变传感器，包括：盖体和座体；支柱，设置于所述盖体和所述座体之间；多个力敏元件，同样设置于所述盖体和所述座体之间，并绕所述支柱外周布置；每个所述力敏元件的外侧面固设有光纤光栅贴片传感器，各所述光纤光栅贴片传感器串接。应用该光纤光栅应变传感器可以实现对待测结构多个方向的应变测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器
，特别是涉及一种光纤光栅应变传感器。
技术介绍
工程应用中，为避免建筑结构工程事故的发生，如桥梁的折断、房屋倒塌等，需要对结构工程实时在线监测。以光纤光栅为传感元件的光纤光栅传感器与常规的传感器相比，在抗电磁干扰、耐高温、耐腐性、体积小等方面具有明显的优势，从而在结构安全监测中得到了广泛的应用。现有的光纤光栅应变传感器通常只能实现待测结构单个方向的应变测量，而工程实际中，往往需要测量单个结构或两个结构之间在多个方向上的应变量，以满足结构工程安全监测的需求，避免工程事故的发生。有鉴于此，如何设计一种光纤光栅应变传感器，能够实现对待测结构多个方向的应变测量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光纤光栅应变传感器，能够实现对待测结构多个方向的应变测量。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光纤光栅应变传感器，包括：盖体和座体；支柱，设置于所述盖体和所述座体之间；多个力敏元件，同样设置于所述盖体和所述座体之间，并绕所述支柱外周布置；每个所述力敏元件的外侧面固设有光纤光栅贴片传感器，各所述光纤光栅贴片传感器串接。本专利技术提供的光纤光栅应变传感器能够实现对待测结构多个方向的应变测量。具体地，本方案中，在盖体和座体之间设置支柱和多个绕支柱外周布置的力敏元件，各力敏元件的外侧面安装光纤光栅贴片传感器，并将各光纤光栅贴片传感器串接；监测时，该光纤光栅应变传感器通过盖体和座体安装于待测结构，并依靠支柱支撑，由于支柱的外周设置有多个力敏元件和光纤光栅贴片传感器，且多个力敏元件和光纤光栅贴片传感器设于不同的位置，能够测量不同位置的应变量，从而实现待测结构多个方向的应变测量，简便可行。优选地，还包括外套于多个所述力敏元件的套体，所述套体的一端与所述盖体和所述座体中的一者固接，另一端与所述盖体和所述座体中的另一者保持预定距离；所述套体的周壁还开设有出线孔。优选地，还包括两个环形座，分别固设于所述盖体和所述座体，所述力敏元件的两端分别固接于两所述环形座。优选地，所述盖体和所述座体均设有环形座槽，两个所述环形座分别插装于两个所述环形座槽，且分别与所述盖体、所述座体通过螺栓固接。优选地，所述力敏元件的至少一个侧边开设有多个切口。优选地，所述力敏元件的两侧边均开设多个所述切口，且两侧边的所述切口交错布置。优选地，所述光纤光栅贴片传感器与所述力敏元件通过焊接或胶贴方式固定。优选地，多个所述力敏元件绕所述支柱的外周均匀布置。优选地，所述力敏元件为四个。优选地，所述盖体和所述座体均设有支柱槽，所述支柱的两端分别插装于两所述支柱槽，并与所述盖体、所述座体通过螺栓固接。附图说明图1为本专利技术所提供光纤光栅应变传感器一种具体实施方式的轴测示意图；图2为本专利技术所提供光纤光应变传感器一种具体实施方式的正视图；图3为图2中A-A向剖视图；图4为图2中B-B向剖视图；图5为图2中C-C向剖视图；图6为图2中D-D向剖视图；图7为图2中E-E向剖视图。图1-7中：盖体10，座体20，支柱30，环形座40，力敏元件50，切口50a，光纤光栅贴片传感器60，套体70，出线孔70a。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种光纤光栅应变传感器，能够实现对待测结构多个方向的应变测量。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1-图5，图1为本专利技术所提供光纤光栅应变传感器一种具体实施方式的轴测示意图；图2为本专利技术所提供光纤光应变传感器一种具体实施方式的正视图；图3至图5分别为图2中A-A向、B-B向和C-C向剖视图。如图中所示，在一种具体实施例中，光纤光栅应变传感器包括盖体10和座体20，两者之间设置有支柱30和多个力敏元件50；其中，多个力敏元件50绕支柱30外周布置。每个力敏元件50的外侧面固设有光纤光栅贴片传感器60，各光纤光栅贴片传感器60串接。这里，力敏元件50的外侧面是指远离支柱30的侧面。可以通过多种方式将光纤光栅贴片传感器60固设于力敏元件50，其中，较为简便可靠的方式为焊接或胶贴。请一并结合图6和图7，图6和图7分别为图2中D-D向和E-E向剖视图。该实施例中，力敏元件50为四个，且绕支柱30外周均匀布置。应当理解，可以根据实际需要设置力敏元件50的个数，如可以设为六个、八个等；当然，多个力敏元件50也可根据需要设置绕支柱30外周的布置方式，不局限于均匀布置。具体的方案中，各光纤光栅贴片传感器60通过尾纤串接，即第一个光纤光栅贴片传感器60的一端尾纤连接第二个光纤光栅贴片传感器60的一端尾纤，第二个光纤光栅贴片传感器60的另一端尾纤连接第三个光纤光栅贴片传感器60的一端尾纤，第三个光纤光栅贴片传感器60的另一端尾纤连接第四个光纤光栅贴片传感器60的一端尾纤，为传输各光纤光栅贴片传感器60的测量信号，第一个光纤光栅贴片传感器60的另一端或第四个光纤光栅贴片传感器60的另一端也设置尾纤，以便与相应设备连接。可以理解，力敏元件50设置为其他数目时，其上固设的各光纤光栅贴片传感器60也上述方式串接。具体到该方案中，盖体10和座体20均呈圆形结构，当然，实际设置时也可设置为其他形状的结构。监测时，将该光纤光栅应变传感器安装于待测结构，待测结构受力发生应变时，光纤光栅应变传感器的力敏元件50也会受到相应的力发生应变，且，由于力敏元件50设置于不同的位置，各位置处受到的拉力或压力不同，从而设于其上的光纤光栅贴片传感器60能够测量对应位置处的应变量，实现对待测结构多个方向的应变测量。可以通过盖体10和座体20将光纤光栅应变传感器安装于待测结构，这里的待测结构可以是单个结构，也可以是两个结构。具体地，可在盖体10和座体20上设置安装孔，通过螺栓将盖体10和座体20连接于待测结构。可以理解，若要测量两个结构之间的应变，盖体10与其中一个结构连接，座体20与另一个结构连接。安装后，支柱30能够起到支撑作用，避免光纤光栅应变传感器被损坏。具体设置时可以根据实际需要改变支柱30的径向尺寸，以改变光纤光栅应变传感器的受力强度。具体地，将支柱30设置于盖体10和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅应变传感器，其特征在于，包括：盖体(10)和座体(20)；支柱(30)，设置于所述盖体(10)和所述座体(20)之间；多个力敏元件(50)，同样设置于所述盖体(10)和所述座体(20)之间，并绕所述支柱(30)外周布置；每个所述力敏元件(50)的外侧面固设有光纤光栅贴片传感器(60)，各所述光纤光栅贴片传感器(60)串接。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅应变传感器，其特征在于，包括：
盖体(10)和座体(20)；
支柱(30)，设置于所述盖体(10)和所述座体(20)之间；
多个力敏元件(50)，同样设置于所述盖体(10)和所述座体(20)
之间，并绕所述支柱(30)外周布置；
每个所述力敏元件(50)的外侧面固设有光纤光栅贴片传感器
(60)，各所述光纤光栅贴片传感器(60)串接。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于，
还包括外套于多个所述力敏元件(50)的套体(70)，所述套体(70)
的一端与所述盖体(10)和所述座体(20)中的一者固接，另一端与
所述盖体(10)和所述座体(30)中的另一者保持预定距离；所述套
体(70)的周壁还开设有出线孔(70a)。
3.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于，
还包括两个环形座(40)，分别固设于所述盖体(10)和所述座体(20)，
所述力敏元件(50)的两端分别固接于两所述环形座(40)。
4.根据权利要求3所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于，
所述盖体(10)和所述座体(20)均设有环形座槽，两个所述环形座
(40...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪苏，许会超，苗新刚，赵保军，贺京杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11