光纤光栅片式封装应变计制造技术

一种光纤光栅片式封装应变计，其特征是：它包括矩形金属片，在矩形金属片上的纵轴线上刻有细槽，两端镗有粗槽，在细槽中布有光纤光栅，光纤光栅与矩形金属片的表面涂有将光纤光栅与矩形金属片构成一体的胶粘剂。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种智能监测传感元件。具体地说是一种用于土木工程应变监测的光纤光栅传感元件。
技术介绍
1978年，加拿大的Hill专利技术掺锗光纤中光致折射率变化的现象使芯内光栅得以问世。1989年，美国的Meltz专利技术掺锗光纤光栅紫外侧写入技术，人们利用这一技术可以方便地制作各种常数的光纤光栅，使得成本大大降低，为其广泛应用奠定了基础。由于光纤光栅具有波长选择性、与光纤系统兼容、插入损耗低、结构简单、体积小、成本低廉等优点，光纤光栅在通讯与传感领域均有着广泛的应用前景。光纤光栅用于传感的主要优点体现在能避免电磁场的干扰，电绝缘性好；不受潮湿环境影响；耐久性好，具有抵抗包括高温(小于600℃)在内的各种恶劣环境及化学侵蚀的能力，具有承受振动和冲击的能力；质量轻、体积小、对结构影响小、易于布置；既可以实现点测量，也可以实现分布式测量；绝对测量；节省线路，只用一根线就可以传送结构状态信号；信号、数据可多路传输，便于与计算机连接，单位长度上信号衰减小；灵敏度高，精度高；频带宽，信噪比高等。但是，由于裸光纤光栅特别纤细，外径约为125微米左右，其主要成分是SiO2，因此特别脆弱，由其它的抗剪能力很差，直接将其作为传感元件在工程实际中遇到了布设工艺难题，根本不能适应混凝土结构粗放式生产方式与恶劣的服役环境，严重地制约了光纤光栅在土木工程中的应用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构简单、测量土木工程结构(如钢结构与钢筋混凝土结构)应变精度高、适应土木工程结构粗放式施工、耐久性好的光纤光栅片式封装应变计。本技术的目的是这样实现的它包括矩形金属片，在矩形金属片上的纵轴线上刻有细槽，两端镗有粗槽，在细槽中布有光纤光栅，光纤光栅与矩形金属片的表面涂有将光纤光栅与矩形金属片构成一体的胶粘剂。本技术还可以包括这样一些结构特征1、在尾端有一段露出的光纤；2、在首端设置与光纤跳线连接的传输光纤。本技术针对土木工程结构(如钢结构和钢筋混凝土结构)粗放式施工的特点，研究开发了光纤光栅的片式封装方法，根据钢结构及钢筋混凝土结构应变的特征，设计了适于钢结构或钢筋混凝土结构施工与服役要求的光纤光栅片式封装应变计。考虑土木工程结构长期健康监测时温度的影响与准分布测量的需要，在尾端设置一段露出的光纤，以便焊接温度补偿光纤光栅与串联光纤光栅传感元件。补偿光纤光栅置于另一毛细金属管中，保证其不受外力的影响。不考虑应变与温度的耦合作用，本技术的传感特性为Δλ/λ＝Kεε+KTΔT式中，Kε为光纤光栅应变传感灵敏度系数；KT为光纤光栅温度传感灵敏度系数，它们可以通过标定试验得到。本技术的优点在于1、适于产业化生产。结构简单，成本低廉。可以方便制作同一规格的光纤光栅片式封装应变计。只需部分标定，就可以得到同批应变计的传感系数。2、应变监测精度高，可以达到1～3微应变的精度。3、可以多个串连，易于实现准分布式测量与温度补偿。4、抗电磁干扰、抗潮湿、耐腐蚀等。5、适应恶劣的土木工程施工与服役环境，满足结构耐久性监测的需要。附图说明附图是本技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图举例对本技术做更详细的描述其结构组成包括矩形金属片3，矩形金属片的厚度在0.2mm以下，以保证它与结构协同变形，反映结构的变形情况，矩形金属片的材质可以是不锈钢或钛合金。在矩形金属片的纵轴线上刻有细槽5，细槽为半圆弧槽，圆弧的直径在0.15-0.25mm，两端镗有粗槽2，槽为圆弧槽，槽的尺寸在φ3mm×5左右。在细槽中布有光纤光栅4，保证光纤光栅处于中部。光纤光栅与矩形金属片的表面涂有将光纤光栅与矩形金属片构成一体的胶粘剂，胶粘剂可以是环氧树脂或丙烯酸脂(如J133或J39)。在尾端有一段露出的光纤1，其长度大于5cm。在首端设置与光纤跳线连接的传输光栅6。权利要求1.一种光纤光栅片式封装应变计，其特征是它包括矩形金属片，在矩形金属片上的纵轴线上刻有细槽，两端镗有粗槽，在细槽中布有光纤光栅，光纤光栅与矩形金属片的表面涂有将光纤光栅与矩形金属片构成一体的胶粘剂。2.根据权利要求1所述的光纤光栅片式封装应变计，其特征是在尾端有一段露出的光纤。3.根据权利要求1、2所述的光纤光栅片式封装应变计，其特征是在首端设置传输光纤。专利摘要本技术提供的是一种光纤光栅片式封装应变计。它包括矩形金属片，在矩形金属片上的纵轴线上刻有细槽，两端镗有粗槽，在细槽中布有光纤光栅，光纤光栅与矩形金属片的表面涂有将光纤光栅与矩形金属片构成一体的胶粘剂。具有结构简单，成本低廉；可以方便制作同一规格的片式光纤光栅应变传感器；应变监测精度高；可以多个串连，易于实现准分布式测量与温度补偿；抗电磁干扰、抗潮湿、耐腐蚀等优点。文档编号G01B11/16GK2550719SQ0227356公开日2003年5月14日 申请日期2002年5月30日 优先权日2002年5月30日专利技术者欧进萍, 周智 申请人:欧进萍, 周智本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧进萍，周智，
申请(专利权)人：欧进萍，周智，
类型：实用新型
国别省市：