本实用新型专利技术公开了一种基于法布里‑珀罗原理的应变测量装置，该装置包括：外壳，其内部形成有容纳腔，且能够在受到外部应变时沿着外壳轴向进行伸缩；弹性薄片，其沿着所述外壳的轴向设置在所述容纳腔内，至少一面为反光面，并且能够在所述外壳伸缩时发生弹性形变；夹具，其嵌入于所述外壳上且能够分别夹持住所述弹性薄片的两端；光纤，其以所述弹性薄片的反光面的中间位置为基准点伸入到所述容纳腔内；以及应变测量部，其能够检测出待测物在受到外部应变时对应的应变量。本实用新型专利技术具有长度短且精度高的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于法布里-珀罗原理的应变测量装置
本技术涉及紧密测量设备领域，具体涉及一种基于法布里-珀罗原理的应变测量装置。
技术介绍
EFPI传感器多用于测量压强、应变或者温度等参数，但是都是基于最简单的结构形式和机理。如以应变为例，都是利用一定监测长度L的应变计，当应变是ε时，应变计两个限位片之间的间距变化量是ΔL＝εL，内部EFPI干涉腔长的变化量Δd＝ΔL＝εL，因此Δd除以监测长度L，得到的就是应变ε；如果有温度变化，可以通过串联布拉格光栅(FBG)进行温度补偿，测出应变和温度。但是上述技术尚存在精度和传感器的长度成正比，如果传感器太短，则应变乘以监测长度后干涉腔长的改变量太小，分辨率低的缺点。因此可见，测量装置的长度与精度问题限制了测量装置的使用范围。
技术实现思路
鉴于已有技术存在测量装置长度与精度不能同时兼顾的缺陷，本技术的目的是要提供一种新型的基于法布里-珀罗原理的应变测量装置，该装置具有长度短且精度高的优点。为了实现上述目的，本技术的方案是：一种基于法布里-珀罗原理的应变测量装置，其特征在于，包括：外壳，其内部形成有容纳腔，且能够在受到外部应变时沿着外壳轴向进行伸缩；弹性薄片，其沿着所述外壳的轴向设置在所述容纳腔内，至少一面为反光面，并且能够在所述外壳伸缩时发生弹性形变；夹具，其嵌入于所述外壳上且能够分别夹持住所述弹性薄片的两端；光纤，其以所述弹性薄片的反光面的中间位置为基准点伸入到所述容纳腔内；以及应变测量部，其能够检测出待测物在受到外部应变时对应的应变量。优选地，所述应变测量部至少包括：EFPI光纤传感器以及布拉格光栅FBG光纤温度传感器，两者均设置在所述光纤位于所述容纳腔内的部分的端部。优选地，所述外壳包括：第一外壳以及第二外壳，所述第二外壳插接并伸入到所述第一外壳内且相互构成有所述容纳腔。优选地，所述第一外壳与所述第二外壳之间的插接部分通过密封件密封。优选地，第一外壳以及第二外壳的外表面沿径向还分别成型有用以固定或嵌入到待测物体的限位装置；所述应变测量装置若为埋入式应变计，则限位装置为用以固定或嵌入到待测物体的限位圆片；所述应变测量装置若为非埋入式应变计，则限位装置为用以固定到待测物体的限位卡具。优选地，所述夹具与所述弹性薄片的两端为铰接或者刚性连接。优选地，所述光纤套设在光纤保护壳内。本技术的基于法布里-珀罗与压杆原理的应变测量装置的基本原理是利用薄片在失稳以后的工况下，压缩量与中间位置挠度之间的关系来放大应变，从而达到高精度的监测；同时通过利用压杆原理，将很小的轴线位移变成很大的法向位移，通常情况下，放大倍数可以达到6倍以上，因而可以极大地缩短整个测量装置的总长度并且确保测量精度。相对于现有技术，本技术具有以下优点：本技术所述的测量装置的工作温度可以在-40-80℃之间，可测量结构在静力和动力作用下的应变和环境温度；且本技术不会受任何电磁信号的干扰，在温差很大时，亦可以通过FBG读取的温度进行温度补偿。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术所述的应变测量装置的原理示意图；图2是本技术所述的应变测量装置以混凝土应变传感器为载体形式对应的结构示意图；图3是图1工况中，中点法向最大挠度ymax与轴向压杆位移x之间的关系曲线图；图4是图1工况中，中点法向最大挠度ymax对x的导数与轴向位移x之间的关系曲线图；图5是两端为铰接时，本技术所述的应变测量装置的应变测量装置的示意图；图中：1-光纤，2-限位装置，21、22-限位圆片，3-弹性薄片，4-铰接点，11-光纤保护壳，12-夹具，13-伸缩缝，14-密封件，15-第一外壳，16-第二外壳。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。同时本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本技术提供了一种基于法布里-珀罗与压杆原理的应变测量装置，如图1、图2所示，以混凝土应变计为例(同样适用于其他应变计，原理完全相同，只是封装外壳和外部固定方式不同)：具体的，本例对应的应变测量装置，其包括外壳，弹性薄3，夹具12，光纤1、应变测量部,其包括即非本征法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感器和布拉格光栅(FBG)光纤温度传感器，EFPI光纤传感器以及FBG光纤温度传感器均设置在所述光纤1位于所述容纳腔内的部分的端部。其中，外壳的内部形成有容纳腔，且能够在受到外部应变时沿着外壳轴向进行伸缩；在一种可选的实施方式中，所述外壳内部形成有密封的形状为长方体形的容纳腔，并在受到外部应变时能够在轴向(图2中左右方向)上伸缩；在一种可选的实施方式中，所述外壳包括：第一外壳15以及第二外壳16，所述第二外壳16插接并伸入到所述第一外壳15内且相互构成有所述容纳腔。在一种可选的实施方式中，所述第一外壳15与第二外壳16的在插接时还留有伸缩缝13，外壳被压缩时，伸缩缝13的宽度变窄，外壳被拉伸时，伸缩缝13的宽度变宽；在一种可选的实施方式中，所述第一外壳15与所述第二外壳16之间的插接部分通过密封件14密封，以保证外壳的密封性；在一种可选的实施方式中，所述第一外壳15以及第二外壳16的外表面沿径向还形成有限位装置2，即有限位圆片21、22，当然限位圆片21、22也可以是其他的固定装置，根据需要固定的物体特性而定，目的是用来确定监测应变区域的长度；若应用载体为一般混凝土应变计则其为是圆片形，若为钢筋应变计则其为夹具型。弹性薄片3沿着所述外壳的轴向设置在所述容纳腔内。在一种可选的实施方式中，弹性薄片13可以是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于法布里‑珀罗原理的应变测量装置，其特征在于，包括：外壳，其内部形成有容纳腔，且能够在受到外部应变时沿着外壳轴向进行伸缩；弹性薄片，其沿着所述外壳的轴向设置在所述容纳腔内，至少一面为反光面，并且能够在所述外壳伸缩时发生弹性形变；夹具，其嵌入于所述外壳上且能够分别夹持住所述弹性薄片的两端；光纤，其以所述弹性薄片的反光面的中间位置为基准点伸入到所述容纳腔内；以及应变测量部，其能够检测出待测物在受到外部应变时对应的应变量。
【技术特征摘要】
1.一种基于法布里-珀罗原理的应变测量装置，其特征在于，包括：外壳，其内部形成有容纳腔，且能够在受到外部应变时沿着外壳轴向进行伸缩；弹性薄片，其沿着所述外壳的轴向设置在所述容纳腔内，至少一面为反光面，并且能够在所述外壳伸缩时发生弹性形变；夹具，其嵌入于所述外壳上且能够分别夹持住所述弹性薄片的两端；光纤，其以所述弹性薄片的反光面的中间位置为基准点伸入到所述容纳腔内；以及应变测量部，其能够检测出待测物在受到外部应变时对应的应变量。2.根据权利要求1所述的应变测量装置，其特征在于，所述应变测量部至少包括：EFPI光纤传感器以及FBG光纤温度传感器，两者均设置在所述光纤位于所述容纳腔内的部分的端部。3.根据权利要求1所述的应变测量装置，其特征在于，所述外壳包括：第一外壳以...
【专利技术属性】
技术研发人员：李继功，荆岫岩，路振刚，衣传宝，张亚武，李铁成，刘贵仁，张永会，胡有泽，张伟，陈艺征，刘福佳，刘金红，闫磊，刘丽，
申请(专利权)人：松花江水力发电有限公司吉林白山发电厂，
类型：新型
国别省市：吉林,22
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