一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，涉及一种传感器，包括光纤光栅、箔片、凯装管、带有开口槽的高分子槽条；所述光纤光栅沿箔片的纵向粘贴固定于该箔片上，高分子槽条的开口槽覆盖住光纤光栅的光栅并粘结固定在箔片上；所述的凯装管穿设在光纤光栅的尾纤上，该凯装管一端为自由端，另一端为固定端，凯装管的固定端伸入高分子槽条两端端口并粘结固定于箔片上，箔片通过点焊固定在预应力筋上。本实用新型专利技术可有效防止光纤光栅弯折，且采用不锈钢箔片配合使用高分子槽条封装光纤光栅，可减少传感器运输过程及安装过程发生损坏，提高变形能力、稳定性、抗干扰性和灵敏度，从而提高了光纤光栅传感器的使用精度和使用寿命。寿命。寿命。
【技术实现步骤摘要】
高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器
[0001]本技术涉及一种传感器，尤其涉及一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器。
技术介绍
[0002]光纤布拉格光栅（FBG）作为敏感元件，具有灵敏度高、体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、结构简单、安全可靠等优势，并且其对温度、湿度、应变、加速度等外界物理环境的变化表现出较为敏感的特性，具有良好的线性响应。正是由于光纤传感技术的这些突出优点，因此光纤光栅传感监测技术在土木及水利工程、桥梁健康监测、公路健康监测领域得到了广泛的应用。目前，光纤光栅传感监测技术被广泛应用于土木工程、医疗航天航空等领域中，尤其在土木工程中桥梁拉索、吊杆、预应力筋等钢索类构件的健康监测。但是由于光纤光栅是通过紫外光写入技术成型的敏感元件，质脆易折，在复杂多变的环境下进行拉索、吊索、预应力筋等的索力监测，裸光栅容易遭受外力、酸性或碱性介质的伤害，则有必要对光纤光栅进行封装保护。光纤光栅封装方式一般分为管式与基片式，其中管式封装方式，光栅不能完全确保与管轴线完全贴合，会存在预定的夹角，不能完全真实反映被测基体的感应参量；基片式封装方式，通常以粘贴的方式进行布设，在复杂环境中，胶水老化导致脱粘的可能性高。
技术实现思路
[0003]本技术要解决的技术问题是：提供一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，在防止光纤光栅弯折的同时，还能解决现有技术存在的不能完全真实反映被测基体的感应参量、胶水老化导致脱粘的不足之处。
[0004]解决上述技术问题的技术方案是：一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，包括光纤光栅，还包括箔片、凯装管、带有开口槽的高分子槽条；所述光纤光栅沿箔片的纵向粘贴固定于该箔片上，所述高分子槽条的开口槽覆盖住光纤光栅的光栅并粘结固定在箔片上；所述的凯装管穿设在光纤光栅的尾纤上，该凯装管一端为自由端，另一端为固定端，凯装管的固定端伸入高分子槽条两端端口并粘结固定于箔片上，箔片通过点焊固定在预应力筋上。
[0005]本技术的进一步技术方案是：所述的高分子槽条采用耐热250℃以上的聚四氟乙烯制成。
[0006]本技术的进一步技术方案是：所述的高分子槽条的开口槽内填充有凝固胶材。
[0007]本技术的再进一步技术方案是：所述的凝固胶材以及高分子槽条、光纤光栅、凯装管粘结在箔片上所用的材料均为双组份环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂粘贴后经烘干凝固。
[0008]本技术的再进一步技术方案是：所述烘干的条件为：压力0～3MPa，时间为6～
10个小时，温度60～90度。
[0009]本技术的进一步技术方案是：所述的高分子槽条两端端口为长度是1～2mm的收缩状限位口，该限位口与凯装管的固定端相配合。
[0010]本技术的进一步技术方案是：所述的箔片通过便携式锂电池点焊机点焊固定在预应力筋上。
[0011]本技术的进一步技术方案是：所述箔片为厚度是0.1mm
∼
0.2mm不锈钢箔片，箔片的轴线中心设有敏感元件定位线，所述的光纤光栅布设在该敏感元件定位线上。
[0012]本技术的再进一步技术方案是：所述箔片为不锈钢箔片，凯装管为不锈钢线路软管。
[0013]由于采用上述结构，本技术之高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0014]1. 可有效防止光纤光栅弯折
[0015]本技术包括箔片、凯装管、光纤光栅、带有开口槽的高分子槽条；其中，光纤光栅沿箔片的纵向粘贴固定于该箔片上，高分子槽条的开口槽覆盖住光纤光栅的光栅并粘结固定在箔片上；凯装管穿设在光纤光栅的尾纤上，凯装管的固定端伸入高分子槽条端口并粘结固定于箔片上，箔片通过点焊固定在预应力筋上。因此，本技术通过在裸露于高分子槽条外的光纤光栅上穿设凯装管，可实现对光纤尾纤封装，防止尾纤弯折脆断。
[0016]此外，本技术的高分子槽条采用耐热250℃以上的聚四氟乙烯制成，材料柔软，可以进一步保护尾纤。
[0017]2. 可获得较为准确的信号值
[0018]本技术采用焊接的方式将箔片与被测基体表面牢固固定，从而保证传感器与被测基体牢固贴合，避免了管式封装方式不能完全真实反映被测基体感应参量的问题，可获得较为准确的信号值，具有较好的传感灵敏度。
[0019]进一步的，本技术的箔片为金属材料，厚度0.1mm
∼
0.2mm，可进一步提高传感灵敏度。
[0020]3.可避免因胶水老化导致脱粘
[0021]本技术是先将光纤光栅沿箔片的纵向粘贴固定于箔片上，再将高分子槽条的开口槽覆盖住光纤光栅并粘结固定在箔片上，最后再将箔片通过点焊固定在预应力筋上。因此，本技术是通过点焊的方式将箔片固定在预应力筋上，并且在其他需要粘结的地方，均覆盖有高分子槽条遮挡，从而可避免在复杂环境中因胶水老化导致脱粘的问题。
[0022]进一步的，本技术高分子槽条开口槽内填充的凝固胶材以及高分子槽条、光纤光栅、凯装管粘结在箔片上所用的材料均为双组份环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂为长期胶粘剂，在粘贴后经烘干凝固，烘干条件为：压力0～3MPa，时间为6～10个小时，温度60～90度。从而可避免老化和脱粘的现象。
[0023]4．结构可靠
[0024]本技术在光纤光栅的顶面采用由高分子材料制成的高分子槽条进行封装，可对光纤光栅进行较好的封装，又可保护尾纤防止尾纤弯折脆断；而在光纤光栅的底面通过金属材料的0.1mm
∼
0.2mm厚的箔片进行点焊固定在预应力筋上，不仅施工速度快，连接牢固，而且传力速度也比较快。
[0025]5. 可限制光栅空间偏移
[0026]本技术的高分子槽条设有通长的开口槽，开口槽正对覆盖在光纤光栅的光栅上，可限制光栅空间偏移，提高光纤光栅存活率至100%，提高光纤光栅传感器的使用寿命。
[0027]6. 可提高光纤光栅传感器的使用精度和使用寿命
[0028]本技术通过在裸露于高分子槽条外的光纤光栅上穿设凯装管，可实现对光纤尾纤封装，防止尾纤弯折脆断；还采用不锈钢箔片配合使用高分子槽条封装光纤光栅，减少传感器运输过程及安装过程发生损坏，提高变形能力、稳定性、抗干扰性和灵敏度，从而提高了光纤光栅传感器的使用精度和使用寿命。
[0029]7. 可保证预应力筋的力学性能
[0030]由于在预应力钢绞线施工规范中规定：预应力钢绞线在混凝土构件施工中严禁焊接，以免降低预应力钢绞线的力学性能。本技术通过点焊的方式将箔片固定在预应力筋上，由于点焊产生的电流较小，通常电压为1V到5V，点焊机系采用双面双点过流焊接的原理，工作时两个电极加压工件使两层金属在两电极的压力下形成一定的接触电阻，而焊接电流从一电极流经另一电极时在两接触电阻点形成瞬间的热熔接，且焊接电流瞬间从另一电极沿两工件流至此电极形成回本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，包括光纤光栅（5），其特征在于：还包括箔片（2）、凯装管（3）、带有开口槽（401）的高分子槽条（4）；所述光纤光栅（5）沿箔片（2）的纵向粘贴固定于该箔片（2）上，所述高分子槽条（4）的开口槽（401）覆盖住光纤光栅（5）的光栅（5.1）并粘结固定在箔片（2）上；所述的凯装管（3）穿设在光纤光栅（5）的尾纤（5.2）上，该凯装管（3）一端为自由端，另一端为固定端，凯装管（3）的固定端伸入高分子槽条（4）两端端口并粘结固定于箔片（2）上，箔片（2）通过点焊固定在预应力筋（1）上。2.根据权利要求1所述的一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，其特征在于：所述的高分子槽条（4）采用耐热250℃以上的聚四氟乙烯制成。3.根据权利要求1所述的一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，其特征在于：所述的高分子槽条（4）的开口槽（401）内填充有凝固胶材（6）。4.根据权利要求3所述的一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，其特征在于：所述的凝固...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓年春，韩中情，欧进萍，郝天之，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：新型
国别省市：
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