The invention discloses a high sensitivity temperature compensating fiber grating strain sensor, belonging to the field of optical fiber sensing technology. The technical scheme comprises: measuring fiber grating strain, temperature compensation of fiber grating, a rotation mechanism and a telescopic mechanism; strain measurement of fiber grating is arranged on the rotating mechanism of top temperature compensation of fiber Bragg grating is inserted in the telescopic mechanism, strain measurement of fiber grating and temperature compensation of fiber grating is arranged in parallel; rotating mechanism and the telescopic mechanism of the telescoping mechanism is hinged; a sleeve for adjusting the adjustable telescopic rod position. The sensor can provide very high strain sensitivity, and can adjust the strain sensitivity and range when the package size is strictly limited. At the same time, the sensor can compensate the temperature and eliminate the influence of the corresponding change of temperature.
【技术实现步骤摘要】
一种高灵敏度的温度补偿式光纤光栅应变传感器
本专利技术属于光纤传感
,涉及一种高灵敏度的温度补偿式光纤光栅应变传感器。
技术介绍
光纤光栅传感器作为一种新型光纤无源器件,以其全光传输、抗电磁干扰、耐腐蚀、高电绝缘性、低传输损耗、测量范围宽、便于复用成网、可微型化等优点,得到世界范围内的广泛关注,成为传感领域内发展最快的技术之一,在土木工程、航空航天、石油化工、电力、医疗、船舶工业等领域取得广泛应用。应变测量是监测结构安全状况的重要手段,不同应用场合和不同材料结构所需的应变分辨率和应变量程存在区别。目前,绝大多数光纤光栅应变传感器没有采用增敏结构,其应变量程一般为±1500με,应变灵敏度1.2pm/με,主要用于应变较大场合,如桥梁、隧道、铁塔、管道等。然而,在微小应变测量场合,其应变灵敏度过低,应变量程过大。目前,已有研究人员提出过一些增敏结构,如专利201220154883.8和201220207094.6,其主要通过控制安装块之间的距离大于固定光纤光栅两端粘接剂之间的距离来提高应变灵敏度,但是该方法只能得到某一个特定的应变灵敏度和对应的应变量程,而无法满足不同的应用场合。由此,专利201521078307.X和201611066853.0对此做了进一步的改进,分别提出了一种灵敏度可调的光纤光栅应变传感器的封装结构。前者主要是通过改变盖板在安装底座上的位置来调整光纤光栅受应变作用的长度,从而改变光纤光栅的应变灵敏度和应变量程。后者主要是通过在两组转动臂上设置多组光纤牵引孔,每组光纤牵引孔对应一种放大比例,来增大光纤光栅的应变灵敏度和应变量程。但是 ...
【技术保护点】
一种高灵敏度的温度补偿式光纤光栅应变传感器,其特征在于,包括应变测量光纤光栅(1)、温度补偿光纤光栅(2)、转动机构及伸缩机构;应变测量光纤光栅(1)设置于转动机构顶端,温度补偿光纤光栅(2)穿设于伸缩机构内,应变测量光纤光栅(1)与温度补偿光纤光栅(2)平行设置;转动机构包括交叉设置的转动杆Ⅰ(4)和转动杆Ⅱ(5),伸缩机构包括伸缩杆Ⅰ(6)和伸缩杆Ⅱ(7),转动杆Ⅰ(4)底端与伸缩杆Ⅰ(6)端部铰接,转动杆Ⅱ(5)底端与伸缩杆Ⅱ(7)端部铰接;在伸缩机构外还套设有用于调节伸缩杆Ⅰ(6)和伸缩杆Ⅱ(7)之间的距离的调节套筒(10)。
【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度的温度补偿式光纤光栅应变传感器,其特征在于,包括应变测量光纤光栅(1)、温度补偿光纤光栅(2)、转动机构及伸缩机构;应变测量光纤光栅(1)设置于转动机构顶端,温度补偿光纤光栅(2)穿设于伸缩机构内,应变测量光纤光栅(1)与温度补偿光纤光栅(2)平行设置;转动机构包括交叉设置的转动杆Ⅰ(4)和转动杆Ⅱ(5),伸缩机构包括伸缩杆Ⅰ(6)和伸缩杆Ⅱ(7),转动杆Ⅰ(4)底端与伸缩杆Ⅰ(6)端部铰接,转动杆Ⅱ(5)底端与伸缩杆Ⅱ(7)端部铰接;在伸缩机构外还套设有用于调节伸缩杆Ⅰ(6)和伸缩杆Ⅱ(7)之间的距离的调节套筒(10)。2.根据权利要求1所述的高灵敏度的温度补偿式光纤光栅应变传感器,其特征在于,所述转动杆Ⅰ(4)和转动杆Ⅱ(5)均呈Z型,包括杆身、上臂及下臂,转动杆Ⅰ(4)的杆身和上、下臂均为实心结构,转动杆Ⅱ(5)的杆身及上臂为中空结构,下臂为实心结构,转动杆Ⅰ(4)的杆身能够插入转动杆Ⅱ(5)的杆身的中空结构内;转动杆Ⅰ(4)、转动杆Ⅱ(5)的下臂的底端固定于待测结构的表面。3.根据权利要求2所述的高灵敏度的温度补偿式光纤光栅应变传感器,其特征在于,转动杆Ⅰ(4)和转动杆Ⅱ(5)的下臂上均开设铰接孔(13),伸缩杆Ⅰ(6)和伸缩杆Ⅱ(7)的端部各设有一个铰接销(15);转动杆Ⅰ(4)和伸缩杆Ⅰ(6)通过转动杆Ⅰ(4)的铰接孔(13)和伸缩杆Ⅰ(6)上的铰接销(15)相铰接,转动杆Ⅱ(5)和伸缩杆Ⅱ(7)通过转动杆Ⅱ(5)上的铰接孔(13)和伸缩杆Ⅱ(7)上的铰接销(15)相铰接。4.根据权利要求3所述的高灵敏度的温度补偿式光纤光栅应变传感器,其特征在于,转动杆Ⅰ(4)和转动杆Ⅱ(5)的上臂顶部开设半圆形槽,应变测量光纤光栅(1)粘结于半圆形槽内。5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾书海,金一鸣,彭俊,许守平,徐翀,
申请(专利权)人:西安交通大学,中国电力科学研究院,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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