大量程光纤光栅锈蚀传感器制造技术

本发明专利技术涉及锈蚀传感器领域，尤其涉及大量程光纤光栅锈蚀传感器。包括上腔体、下腔体、L形连接件、光栅，所述上腔体设置在所述下腔体空腔内，所述下腔体空腔底板上端设置有开口向上的下腔体凹槽，所述上腔体底部设置有开口向下的上腔体凹槽，所述上腔体凹槽与所述下腔体凹槽开口处贴合形成检测空腔，所述检测空腔内设置有螺纹钢；所述L形连接件上端部水平设置有光纤，所述光纤上设置有光栅，所述光纤两端下腔体空腔内两侧连接；所述检测空腔内的螺纹钢锈蚀，体积增大，推动上腔体向上移动，从而导致与L形连接件相接触的光纤光栅产生相应的波长移位，采用光纤光栅作为传感元件，克服了传统电类传感器容易受电磁干扰、长期稳定性差等缺点。

【技术实现步骤摘要】
大量程光纤光栅锈蚀传感器
本专利技术涉及锈蚀传感器领域，尤其涉及大量程光纤光栅锈蚀传感器。
技术介绍
光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感，即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动，使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分。因此，解决交叉敏感问题，实现温度和应力的区分测量是传感器实用化的前提。通过一定的技术来测定应力和温度变化来实现对温度和应力区分测量。应变光纤传感器是在工程领域中应用最广泛，技术最成熟的光纤传感器。应变直接影响光纤光栅的波长漂移，在工作环境较好或是待测结构要求精小传感器的情况下，人们将裸光纤光栅作为应变传感器直接粘贴在待测结构的表面或者是埋设在结构的内部。由于光纤光栅比较脆弱，在恶劣工作环境中非常容易破坏，因而需要对其进行封装后才能使用。目前常用的封装方式主要有基片式、管式和基于管式的两端夹持式。目前较为成熟的检测钢筋锈蚀的方法是电化学方法，如测量偏置电阻、电化学阻抗及电位等，属于间接测量法，且只能定性地描述钢筋的锈蚀程度，不能实现定量在线监测。而光纤传感器由于其独特的优势，在钢筋锈蚀监测方面的研究正成为热点之一。光纤光栅在腐蚀监测方面的研究还处于试验阶段，主要有长周期光栅外镀合金膜腐蚀传感器，预拉应变光纤光栅腐蚀传感器。这两种方法精度高，但由于其腐蚀的主体并非钢筋故很难直接反映钢筋的锈蚀过程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供大量程光纤光栅锈蚀传感器。为了实现本专利技术的目的,本专利技术采用的技术方案为：一种大量程光纤光栅锈蚀传感器,包括上腔体、下腔体、L形连接件、光栅，所述上腔体设置在所述下腔体空腔内，所述下腔体两端设置有弹性连接装置，所述上腔体与所述下腔体通过弹性连接装置弹性连接；所述下腔体空腔底板上端设置有开口向上的下腔体凹槽，所述上腔体底部设置有开口向下的上腔体凹槽，所述上腔体凹槽与所述下腔体凹槽开口处贴合形成检测空腔，所述检测空腔对应的下腔体7底部和两侧设置有贯穿的小孔，所述检测空腔内设置有螺纹钢；所述上腔体上端设置有L形连接件，所述L形连接件上端部水平设置有光纤，所述光纤上设置有光栅，所述光纤两端下腔体空腔内两侧连接；所述下腔体上端设置有盒盖；所述检测空腔内的螺纹钢锈蚀，体积增大，推动上腔体向上移动，从而导致与L形连接件相接触的光纤光栅产生相应的波长移位。所述下腔体内壁两侧水平设置有保护件插孔，所述保护件插孔内设置有保护件，所述保护件呈圆柱状，所述保护件侧壁设置有光纤插入槽，所述所述光纤两端部插入保护件的光纤插入槽紧固连接。所述下腔体外壁两侧设置有保护件安装孔，所述保护件安装孔与保护件插孔连通。所述保护件插孔上端竖直设置有顶丝孔，所述顶丝孔与所述保护件插孔连通，所述顶丝孔内设置有作用顶丝，所述顶丝作用于保护件，使光纤绷紧。所述上腔体外侧四周与下腔体内壁形成回形腔体，所述回形腔体内设置有用于固定上腔体的垫片，所述垫片与回形腔体过盈配合。所述下腔体与盒盖通过螺栓紧固连接。所述上腔体上端两侧竖直设置有贯穿的螺孔，所述下腔体与上腔体螺孔对应的位置设置有螺孔，所述下腔体螺孔与上腔体螺孔通过弹簧螺栓弹性连接。所述垫片的材质为聚四氟乙烯。所述上腔体与下腔体材质为铝合金。本专利技术的有益效果在于：采用光纤光栅作为传感元件，克服了传统电类传感器容易受电磁干扰、长期稳定性差等缺点；此外，光纤光栅胶粘在保护件凹槽处避免了与腔体直接接触而被损坏；采用长光纤可接受的形变范围大，克服了普通光纤传感器量程小的缺点；光纤不与钢筋直接接触，所以此传感器的使用寿命较长。因此本专利技术与现有技术相比，实现了技术目的。附图说明下面结合附图和实施案例对本专利技术做进一步的说明。图1为本专利技术的主视剖面示意图；图2为本专利技术的立体图；图3为本专利技术的侧视剖面示意图；图4为下腔体7主视剖面示意图；图5为下腔体7侧视剖面示意图；图6为下腔体7俯视剖面示意图；图7为上腔体6主视剖面示意图；图8为上腔体6侧视剖面示意图；图9为上腔体6俯视剖面示意图；图10为不锈钢4保护件立体图。其中1光纤，2顶丝,3光栅，4保护件，401光纤插入槽,5盒盖，6上腔体，7下腔体，8垫片,9L形连接件，10弹簧螺栓，11螺纹钢，12保护件安装孔，13小孔，14上腔体凹槽，15下腔体凹槽。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：参见图1-10。本专利技术公开了一种大量程光纤光栅锈蚀传感器,包括上腔体6、下腔体7、L形连接件9、光栅3，所述上腔体6设置在所述下腔体7空腔内，所述下腔体7两端设置有弹性连接装置，所述上腔体6与所述下腔体7通过弹性连接装置弹性连接；所述下腔体7空腔底板上端设置有开口向上的下腔体凹槽15，所述上腔体6底部设置有开口向下的上腔体凹槽14，所述上腔体凹槽14与所述下腔体凹槽15开口处贴合形成检测空腔，所述检测空腔对应的下腔体7底部和两侧设置有贯穿的小孔13，所述检测空腔内设置有螺纹钢10；所述上腔体6上端设置有L形连接件9，所述L形连接件9上端部水平设置有光纤1，所述光纤1上设置有光栅3，所述光纤1两端下腔体7空腔内两侧连接；所述下腔体7上端设置有盒盖5；腐蚀物质或者水从小孔13进入到检测空腔内，所述检测空腔内的螺纹钢10锈蚀，体积增大，推动上腔体6向上移动，从而导致与L形连接件9相接触的光纤光栅产生相应的波长移位。本专利技术设计的光纤光栅传感器监测物理量与光栅波长之间的关系满足下述表达式：(式中：α为传感器灵敏度系数；Δλ为光栅波长变化量；ΔD为钢筋直径变化量。)ΔD＝Δλ/α所述下腔体6内壁两侧水平设置有保护件插孔，所述保护件插孔内设置有保护件4，所述保护件4呈圆柱状，所述保护件4侧壁设置有光纤插入槽401，所述所述光纤1两端部插入保护件4的光纤插入槽401紧固连接。所述下腔体6外壁两侧设置有保护件安装孔12，所述保护件安装孔12与保护件插孔连通。所述保护件插孔上端竖直设置有顶丝孔，所述顶丝孔与所述保护件插孔连通，所述顶丝孔内设置有作用顶丝2，所述顶丝2作用于保护件4，使光纤1绷紧。所述上腔体6外侧四周与下腔体7内壁形成回形腔体，所述回形腔体内设置有用于固定上腔体6的垫片8，所述垫片8与回形腔体过盈配合。所述下腔体7与盒盖5通过螺栓紧固连接。所述上腔体6上端两侧竖直设置有贯穿的螺孔，所述下腔体7与上腔体6螺孔对应的位置设置有螺孔，所述下腔体7螺孔与上腔体6螺孔通过弹簧螺栓10弹性连接。所述垫片8的材质为聚四氟乙烯，采用聚四氟乙烯为材料的垫片8起润滑作用，防止铁锈增大摩擦力阻碍上腔体滑动。所述上腔体6与下腔体7材质为铝合金。不会受钢筋锈蚀影响且造价较低，可检测范围大大提高。对于钢筋锈蚀研究有重大意义。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大量程光纤光栅锈蚀传感器,包括上腔体(6)、下腔体(7)、L形连接件(9)、光栅(3)，其特征在于：所述上腔体(6)设置在所述下腔体(7)空腔内，所述下腔体(7两端设置有弹性连接装置，所述上腔体(6)与所述下腔体(7)通过弹性连接装置弹性连接；所述下腔体(7)空腔底板上端设置有开口向上的下腔体凹槽(15)，所述上腔体(6)底部设置有开口向下的上腔体凹槽(14)，所述上腔体凹槽(14)与所述下腔体凹槽(15)开口处贴合形成检测空腔，所述检测空腔对应的下腔体(7)底部和两侧设置有贯穿的小孔(13)，所述检测空腔内设置有螺纹钢(10；所述上腔体(6)上端设置有L形连接件(9)，所述L形连接件(9)上端部水平设置有光纤(1，所述光纤(1)上设置有光栅(3)，所述光纤(1)两端下腔体(7)空腔内两侧连接；所述下腔体(7)上端设置有盒盖(5)；所述检测空腔内的螺纹钢(10)锈蚀，体积增大，推动上腔体(6)向上移动，从而导致与L形连接件(9)相接触的光纤光栅产生相应的波长移位。

【技术特征摘要】
1.一种大量程光纤光栅锈蚀传感器,包括上腔体(6)、下腔体(7)、L形连接件(9)、光栅(3)，其特征在于：所述上腔体(6)设置在所述下腔体(7)空腔内，所述下腔体(7两端设置有弹性连接装置，所述上腔体(6)与所述下腔体(7)通过弹性连接装置弹性连接；所述下腔体(7)空腔底板上端设置有开口向上的下腔体凹槽(15)，所述上腔体(6)底部设置有开口向下的上腔体凹槽(14)，所述上腔体凹槽(14)与所述下腔体凹槽(15)开口处贴合形成检测空腔，所述检测空腔对应的下腔体(7)底部和两侧设置有贯穿的小孔(13)，所述检测空腔内设置有螺纹钢(10；所述上腔体(6)上端设置有L形连接件(9)，所述L形连接件(9)上端部水平设置有光纤(1，所述光纤(1)上设置有光栅(3)，所述光纤(1)两端下腔体(7)空腔内两侧连接；所述下腔体(7)上端设置有盒盖(5)；所述检测空腔内的螺纹钢(10)锈蚀，体积增大，推动上腔体(6)向上移动，从而导致与L形连接件(9)相接触的光纤光栅产生相应的波长移位。2.根据权利要求1所述的大量程光纤光栅锈蚀传感器，其特征在于：所述下腔体(6)内壁两侧水平设置有保护件插孔，所述保护件插孔内设置有保护件(4)，所述保护件(4)呈圆柱状，所述保护件(4)侧壁设置有光纤插入槽(401)，所述所述光纤(1)两端部插入保护件(4)的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，
申请(专利权)人：周峰，
类型：发明
国别省市：江西,36