一种高精度长标距应变传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种高精度长标距应变传感器，包括光纤光栅、长条形滑块和盖板，滑块的底部设有固定座，滑块上设有条状直凹槽，条状直凹槽中设有表面粗糙的固定连接光纤的锚固槽，2个滑块为一对，盖板覆盖在滑块上，2个滑块分别位于盖板的两端，盖板和滑块上分别设有用于固定连接盖板和滑块的条状固定通孔和螺孔，光纤上的光栅位于滑块之间，光栅两端外的光纤固定在滑块的条状直凹槽中锚固槽中。本发明专利技术灵敏度高，且可以通过改变滑块的长度来调整传感器的灵敏度，可以制作出不同规格、不同灵敏度的长标距应变传感器。

A high precision long gage strain sensor

The invention discloses a high precision long gage strain sensor, including the fiber grating, rectangular slider and the slider at the bottom of the cover plate is provided with a fixed seat, the slider is provided with strip straight groove, the surface roughness of the fiber is fixedly connected with the anchoring slot is provided with strip straight groove, 2 sliding blocks is a cover of the on the slide, 2 slide blocks are located at both ends of the cover plate, the cover plate and the slide block are respectively arranged on the cover plate and the slide block is fixedly connected to a strip fixing hole and screw on the optical fiber grating is positioned between the sliders, both ends of the fiber grating is fixed on the sliding block of the straight groove groove in the anchorage bar. The invention has high sensitivity and can adjust the sensitivity of the sensor by changing the length of the slide block, and a long gauge strain sensor with different specifications and different sensitivity can be produced.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度长标距应变传感器
本专利技术涉及建筑、桥梁、隧道及道路等土木工程检(监)测
，具体说是一种高精度长标距应变传感器。
技术介绍
建筑、桥梁、隧道等基础工程设施的设计寿命一般都比较长，然而在使用过程中,随着交通量不断地增加、超载、环境载荷作用、钢筋腐蚀、冻融损坏、碱集料反应、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等自然和人为不利因素的影响,工程结构不可避免地产生承载能力下降、抗力衰减、损伤积累、桥梁结构耐久性降低，甚至可能导致灾难性事故发生。我国高速公路等交通基础设施始建于上世纪90年代，经过20多年的运营，桥梁结构普遍出现混凝土开裂、钢筋腐蚀、碳化等病害，严重影响其安全运营和可持续性。据不完全统计，我国60多万座桥梁中，病危桥接近20万座。随着国内外桥梁结构安全事故的频繁，重要基础设施的安全性已引起人们的普遍关注。为确保桥梁结构等重要基础设施的安全运营，应对其进行科学的检(监)测，为其维护、管理、决策提供可靠的桥梁状况数据和安全性评定，保证其正常安全运营。检(监)测技术作为桥梁工程领域的重要组成部分,历来是国内外学者关注的热点。近年来，随着传感、计算机、信息处理等技术发展，工程结构的检(监)测技术也得到了长足的发展。从上世纪90年代以来，结构健康监测技术作为提高大型土木结构安全性能、使用性能以及防灾减灾能力的一种重要技术，已引起了世界范围的广泛关注。该技术在欧美一些发达国家研究较广，且在实际工程中得到广泛应用。目前，我国的结构健康监测技术尚处于研究和试用阶段。其中，传感技术是结构健康监测系统的硬件核心，目前用于土木工程结构健康监测的传感器大多是应变片、正弦式传感器等，此类技术测量长期稳定性低、耐久性差、受干扰影响大，适合机械等小型均质结构的检测，不能满足大型土木工程结构的健康监测需求。可见，研发针对土木工程结构特点的专用传感技术迫在眉睫。光纤传感具有稳定性好、测量精度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、体积小、对环境使用性强等优点，成为科研工作者研究的热点。但是目前应用在土木结构上的光纤传感监测多以“点”式监测为主，不适合大范围的布设，为了克服“点”式传感器的在工程应用中瓶颈，长标距光纤光栅传感器的开发对结构健康监测意义重大。而现有的普通长标距光纤光栅传感器大多采用整段封装，灵敏度较低且不可调，使用性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种高精度长标距应变传感器。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种高精度长标距应变传感器，包括光纤光栅、长条形滑块和盖板，所述光纤光栅为中部加工有一段光栅的光纤，所述滑块的底部设有固定座，所述滑块上设有条状直凹槽，所述条状直凹槽中设有表面粗糙的固定连接光纤的锚固槽，2个所述滑块为一对，所述盖板覆盖在所述滑块上，2个所述滑块分别位于所述盖板的两端，所述盖板和滑块上分别设有用于固定连接所述盖板和滑块的条状固定通孔和螺孔，所述光纤光栅的光栅位于所述滑块之间，光栅两端外的光纤固定在所述滑块的条状直凹槽中锚固槽中。本专利技术进一步的设计方案中，固定于所述锚固槽中的光纤为剥除了保护层或涂覆层的光纤。本专利技术进一步的设计方案中，上述盖板的两侧还设有覆盖所述滑块侧边的侧挡板，所述侧挡板和所述滑块侧边分别设有相配合的导轨和滑槽，使所述滑块可以在所述盖板上滑动。本专利技术进一步的设计方案中，该传感器还包括保护底板，所述保护底板安装固定在所述滑块之间的所述盖板的底面。本专利技术进一步的设计方案中，位于所述锚固槽外的所述光纤光栅套设有保护软管。保护软管可为塑料管、四氟管、毛细钢管等，其作用是对光纤或光栅进行保护，保护软管可有效隔绝光、水、气等对光栅的影响。本专利技术进一步的设计方案中，还包括安装底座，所述安装底座有2个，可通过螺栓分别与2个所述滑块的固定座底部固定连接。本专利技术进一步的设计方案中，上述长条形滑块、盖板、保护底板和安装底座为金属件、合金件、塑料件或其他材质件。考虑到耐用性以及轻便性，上述长条形滑块、盖板、保护底板和安装底座为合金航空铝材料制成，以合金航空铝最佳。本专利技术具有以下突出的有益效果：与普通光纤光栅应变传感器相比，本专利技术灵敏度较高，且可以通过改变滑块的长度或者光纤的锚固长度来调整传感器的灵敏度，可以制作出不同规格、不同灵敏度的光纤光栅传感器。且本专利技术的稳定性、耐久性以及传感器本身的牢固程度高，安装与拆卸方便，可以对传感器进行重复利用，可用于工程结构的检测和长期监测，适合在工程上推广应用。附图说明图1为本专利技术实施例中高精度长标距应变传感器的结构示意图；图2为本专利技术实施例中光纤光栅安装示意图；图3是本专利技术实施例中长条形滑块主视图；图4为本专利技术实施例中长条形滑块左视图；图5为本专利技术实施例中盖板主视图；图6为本专利技术实施例中盖板左视图；图中，1-光纤光栅，2-长条形滑块，3-盖板，4-光栅，5-固定座，6-锚固槽，7-条状固定通孔，8-螺孔，9-侧挡板，10-导轨，11-滑槽，12-安装底座，13-条状直凹槽。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明:参见图1～图6，本专利技术中的一种高精度长标距应变传感器，包括光纤光栅1、长条形滑块2和盖板3、保护底板安装底座12，长条形滑块2、盖板3、保护底板和安装底座12为合金航空铝材料制成。光纤光栅1为中部加工有一段光栅4的光纤，滑块2的底部设有固定座5，滑块2上设有条状直凹槽13，条状直凹槽13中设有表面粗糙的固定连接光纤的锚固槽6，2个滑块2为一对，盖板3覆盖在滑块2上，2个滑块2分别位于盖板3的两端，盖板3和滑块2上分别设有用于固定连接盖板3和滑块2的条状固定通孔7和螺孔8，盖板3的两侧还设有覆盖滑块2侧边的侧挡板9，侧挡板9和滑块2侧边分别设有相配合的导轨10和滑槽11，使滑块2可以在盖板3上滑动。光纤光栅1的光栅4位于滑块2之间，光栅4两端外的光纤固定在滑块2的条状直凹槽13中锚固槽6中，固定于锚固槽6中的光纤为剥除了保护层或涂覆层的光纤，锚固槽6外的光纤光栅1套设有保护软管；其中滑块2之间采用细的塑料软管，滑块2外端的光纤采用去除内芯的光缆为保护软管。保护底板安装固定在滑块2之间的盖板3的底面，安装底座12有2个，可通过螺栓分别与两个滑块2的固定座5底部固定连接。高精度长标距应变传感器的制作步骤为：步骤1、将两个滑块2保持同一水平面对称置于制作台上，调整好标距，然后在垂直方向对其固定。步骤2、将光纤光栅1处于锚固槽6的位置进行一段涂覆层的剥除，然后以光栅4为中心标记好锚固距离，选取一定长度细的塑料软管作保护软管，将保护软管套在光纤上，使光纤光栅1的光栅4段位于保护软管的中间位置，然后将保护软管两端放置于两个滑块2端部的条状直凹槽13内，光栅4段放在两个滑块2中间，剥除了涂覆层的光纤置于锚固槽6内，并对光纤施加一定预张拉，然后开始向锚固槽6内进行涂胶，将光纤固定于锚固槽6内。步骤3、待步骤2中的胶固化后，分别在两个滑块2外端的光纤套设光缆保护软管，光缆保护软管放在滑块2外端的凹槽中，然后用胶将光缆保护软管固定于凹槽内。步骤4、待步骤3中胶固化后，把盖板3的导轨10与滑块2侧边的凹槽对应，将盖板3滑进滑块2，然后用螺栓将滑块2及盖板3固定。步骤5、将底板用螺栓或胶固定于滑块2之间的盖板3的底部，以保护光纤光栅1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度长标距应变传感器，其特征在于，该传感器包括光纤光栅（1）、长条形滑块（2）和盖板（3），所述光纤光栅（1）为中部加工有一段光栅（4）的光纤，所述滑块（2）的底部设有固定座（5），所述滑块（2）上设有条状直凹槽（13），所述条状直凹槽（13）中设有表面粗糙的固定连接光纤的锚固槽（6），2个所述滑块（2）为一对，所述盖板（3）覆盖在所述滑块（2）上，2个所述滑块（2）分别位于所述盖板（3）的两端，所述盖板（3）和滑块（2）上分别设有用于固定连接所述盖板（3）和滑块（2）的条状固定通孔（7）和螺孔（8），所述光纤光栅（1）上的光栅（4）位于所述滑块（2）之间，光栅（4）两端外的光纤固定在所述滑块（2）的条状直凹槽（13）中锚固槽（6）中。

【技术特征摘要】
1.一种高精度长标距应变传感器，其特征在于，该传感器包括光纤光栅（1）、长条形滑块（2）和盖板（3），所述光纤光栅（1）为中部加工有一段光栅（4）的光纤，所述滑块（2）的底部设有固定座（5），所述滑块（2）上设有条状直凹槽（13），所述条状直凹槽（13）中设有表面粗糙的固定连接光纤的锚固槽（6），2个所述滑块（2）为一对，所述盖板（3）覆盖在所述滑块（2）上，2个所述滑块（2）分别位于所述盖板（3）的两端，所述盖板（3）和滑块（2）上分别设有用于固定连接所述盖板（3）和滑块（2）的条状固定通孔（7）和螺孔（8），所述光纤光栅（1）上的光栅（4）位于所述滑块（2）之间，光栅（4）两端外的光纤固定在所述滑块（2）的条状直凹槽（13）中锚固槽（6）中。2.根据权利要求1所述的高精度长标距应变传感器，其特征在于，固定于所述锚固槽（6）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨才千，杨景，靳凯，杨小聪，陈闪闪，
申请(专利权)人：南京梦联桥传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32