一种光纤光栅应力传感器及其加工和标定方法技术

本发明专利技术公开一种光纤光栅应力传感器及其加工和标定方法。该传感器包括：锚杆和光纤；在锚杆的侧面开设有四个沿轴向延伸的凹槽，每个凹槽的两端均延伸至锚杆的两端，四个凹槽均匀分布在锚杆的四周；每个凹槽内放置有一根沿轴向贯穿凹槽的光纤；四个光纤首尾依次相连，形成串联光纤线路；串联光纤线路的一端与光源连接，另一端与解调器连接；每根光纤上均设置有一个应变光纤光栅，各应变光纤光栅位于锚杆的同一径向截面上；在每个凹槽内固定有两个定位部件，两个定位部件位于同一凹槽内的应变光纤光栅的两侧；定位部件用于将同一凹槽内的光纤固定在凹槽内；各个应变光纤光栅的中心波长不同。本发明专利技术不但能够测量应力的大小，还能测量应力的方向。

A Fiber Bragg Grating Stress Sensor and Its Processing and Calibration Method

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅应力传感器及其加工和标定方法
本专利技术涉及应力检测领域，特别是涉及一种光纤光栅应力传感器及其加工和标定方法。
技术介绍
光纤光栅(FiberBraggGrating)传感器简称FBG传感器，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。FBG传感器是一种无源器件，具有抗电磁干扰、电绝缘性、耐腐蚀、体积小、稳定性高等优良特点。由于光纤光栅传感器具有电类传感器无法替代的以上优势，近年来在应力测量方面受到广泛应用。现有的基于光纤光栅的应力测量方案大多将光纤光栅置于固定锚杆的垫板上或锚杆的两侧，这种光纤光栅应力测量方式只能测量应力的大小，无法实现应力方向的测量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光纤光栅应力传感器及其加工和标定方法，不但能够测量应力的大小，还能测量应力的方向。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种光纤光栅应力传感器，包括：锚杆和光纤；在所述锚杆的侧面开设有四个沿轴向延伸的凹槽，每个凹槽的两端均延伸至所述锚杆的两端，四个所述凹槽均匀分布在所述锚杆的四周；每个所述凹槽内放置有一根沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤光栅应力传感器，其特征在于，包括：锚杆和光纤；在所述锚杆的侧面开设有四个沿轴向延伸的凹槽，每个凹槽的两端均延伸至所述锚杆的两端，四个所述凹槽均匀分布在所述锚杆的四周；每个所述凹槽内放置有一根沿轴向贯穿所述凹槽的光纤；四个所述光纤首尾依次相连，形成串联光纤线路；所述串联光纤线路的一端与光源连接，另一端与解调器连接；每根所述光纤上均设置有一个应变光纤光栅，各所述应变光纤光栅位于所述锚杆的同一径向截面上；在每个凹槽内固定有两个定位部件，两个所述定位部件位于同一凹槽内的应变光纤光栅的两侧；所述定位部件用于将同一凹槽内的光纤固定在凹槽内；各个所述应变光纤光栅的中心波长不同。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅应力传感器，其特征在于，包括：锚杆和光纤；在所述锚杆的侧面开设有四个沿轴向延伸的凹槽，每个凹槽的两端均延伸至所述锚杆的两端，四个所述凹槽均匀分布在所述锚杆的四周；每个所述凹槽内放置有一根沿轴向贯穿所述凹槽的光纤；四个所述光纤首尾依次相连，形成串联光纤线路；所述串联光纤线路的一端与光源连接，另一端与解调器连接；每根所述光纤上均设置有一个应变光纤光栅，各所述应变光纤光栅位于所述锚杆的同一径向截面上；在每个凹槽内固定有两个定位部件，两个所述定位部件位于同一凹槽内的应变光纤光栅的两侧；所述定位部件用于将同一凹槽内的光纤固定在凹槽内；各个所述应变光纤光栅的中心波长不同。2.根据权利要求1所述的光纤光栅应力传感器，其特征在于，在所述锚杆侧面的两端设置有锁紧装置，所述锁紧装置用于锁紧所述锚杆。3.根据权利要求1所述的光纤光栅应力传感器，其特征在于，在任意一个光纤上安装有温度光纤光栅，所述温度光纤光栅用于测量环境温度。4.根据权利要求1所述的光纤光栅应力传感器，其特征在于，每个所述凹槽内的两个定位部件之间的光纤处于拉伸状态。5.根据权利要求1所述的光纤光栅应力传感器，其特征在于，所述光纤为聚酰亚胺光纤。6.一种如权利要求1～5中任意一项所述的光纤光栅应力传感器的加工方法，其特征在于，包括：在锚杆的侧面沿轴向打磨四个凹槽，使四个凹槽均匀分布在所述锚杆的侧面；选取四根光纤，在每个光纤的同一位置上均安装一个应变光纤光栅；在每个光纤上将两个定位部件在预设温度下用低熔点玻璃固定在应变光纤光栅的两侧；将四个带有定位部件的光纤分别置于对应的凹槽内；对于每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天瑜，王成虎，穆争鸣，高桂云，周萌，黄禄渊，刘一民，周昊，
申请(专利权)人：吉林大学，中国地震局地壳应力研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22