【技术实现步骤摘要】
一种多点串联式分布式光纤位移传感器及其测量系统
本专利技术属于光纤传感
，特别是涉及一种多点串联式分布式光纤位移传感器及其测量系统。
技术介绍
土木工程结构的位移变化是其结构状态变化的重要表征，获取土木工程结构的位移信息对分析其结构力学行为，监测结构病害发展，评估结构安全状态具有重要意义。然而，土木工程结构具有体积大、距离长、构造复杂、关键位置多、位移变化小等特点，例如桥梁、隧道、铁路、公路、油气管线等结构在设计服役期内全长范围内都有可能产生结构病害，并且结构病害早期表现出的位移变化通常为毫米量级。因此，在进行土木工程结构安全监测时，位移监测点数量越多、覆盖距离越长、测量精度越高，越容易尽早发现结构病害，越有利于及时采取整治和维护措施，越能够有效降低结构安全风险。目前，土木工程结构安全监测中常用的位移传感器主要有以下几种类型：光纤光栅位移传感器、拉线式位移传感器、LVDT位移传感器和激光位移传感器等。例如专利技术专利CN108955540A中介绍的一种光纤光栅位移传感器，以光纤光栅为传感元件，使用机械连杆装置，...
【技术保护点】
1.一种多点串联式分布式光纤位移传感器，其特征在于：包括1根分布式应变传感光纤(1)、胶黏剂(2)、n个变截面悬臂梁(3)、2个悬臂梁基座(4)、n个量程垫板(5)和2个固定底座(6)；n为大于等于1的正整数；所述分布式应变传感光纤(1)通过胶黏剂(2)黏贴于变截面悬臂梁(3)的上下表面，所述变截面悬臂梁(3)的根部与一个悬臂梁基座(4)固定，端部搭接到另一个悬臂梁基座(4)上，并且端部与另一个悬臂梁基座(4)之间通过量程垫板(5)垫高，2个所述悬臂梁基座(4)分别通过对应的所述固定底座(6)与被测结构固定。/n
【技术特征摘要】
1.一种多点串联式分布式光纤位移传感器，其特征在于：包括1根分布式应变传感光纤(1)、胶黏剂(2)、n个变截面悬臂梁(3)、2个悬臂梁基座(4)、n个量程垫板(5)和2个固定底座(6)；n为大于等于1的正整数；所述分布式应变传感光纤(1)通过胶黏剂(2)黏贴于变截面悬臂梁(3)的上下表面，所述变截面悬臂梁(3)的根部与一个悬臂梁基座(4)固定，端部搭接到另一个悬臂梁基座(4)上，并且端部与另一个悬臂梁基座(4)之间通过量程垫板(5)垫高，2个所述悬臂梁基座(4)分别通过对应的所述固定底座(6)与被测结构固定。
2.根据权利要求1所述的分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述变截面悬臂梁(3)的悬挑部分的几何形状为三角形板状，板厚度t为常数，且在悬挑长度x位置的截面宽度b(x)需满足b(x)＝k(L-x)，其中k为常数，L为变截面悬臂梁(3)悬挑部分的总长度。
3.根据权利要求2所述的分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述分布式应变传感光纤(1)使用胶黏剂(2)沿直线粘贴于变截面悬臂梁(3)的上下表面，具体位置为变截面悬臂梁(3)悬挑部分三角形板的端部顶点至底边的垂直线，所述分布式应变传感光纤(1)与变截面悬臂梁(3)协调变形。
4.根据权利要求1所述的分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述变截面悬臂梁(3)的端部搭接在量程垫板(5)上，搭接位置距变截面悬臂梁(3)的端部顶点的长度dL以不超过变截面悬臂梁(3)悬挑长度L的5％为宜，即dL≤0.05L。
5.根据权利要求1所述的分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述分布式光纤位移传感器的位移测量灵敏系数kd为常数，表达式为kd＝|εt-εb|/w，其中w代表变截面悬臂梁(3)端部与量程垫板(5)搭接位置在垂直于变截面悬臂梁(3)方向上的位移变化量，εt代表变截面悬臂梁(3)上表面的分布式应变传感光纤(1)的应变变化量，εb代表变截面悬臂梁(3)下表面的分布式应变传感光纤(1)的应变变化量，εt和εb的应变符号相反，|εt-εb|代表变截面悬臂梁(3)上下表面的分布式应变传感光纤(1)的应变变化量的总和；在已知kd时，通过测量|εt-εb|，并依据关系w＝|εt-εb|/kd计算得到分布式光纤位移传感器的w的变化，实现位移测量。
6.根据权利要求5所述的分布式光纤位移传感器，其特征在于：所述分布式光纤位移传感器的位移测量灵敏系数kd与变截面悬臂梁(3)的几何参数之间的关系式为kd＝(t+d)/(L-dL)2，其中t代表变截面悬臂梁...
【专利技术属性】
技术研发人员：董永康，徐金龙，巴德欣，李惠，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。