光纤F-P应变计及其组装方法技术

本发明专利技术提供了一种光纤F

【技术实现步骤摘要】
光纤F
‑
P应变计及其组装方法


[0001]本专利技术涉及高精度光纤传感测量
，尤其涉及一种光纤F
‑
P应变计及其组装方法。

技术介绍

[0002]随着光纤技术的进步，光纤应变计在工程领域的应用越来越深入，然而现代结构健康监测的需求也在不断提高，现有研究应用也面临诸多困难。大型基础设施如风机、港机和船体等的结构健康监测，光纤应变计往往在施工期间即焊接或埋入结构进行检测，会伴随着高温、高湿、强腐蚀等特点，同时光纤应变计在服役期间也会受到雨水、冻土的侵蚀，即传感器需要有复杂环境适应能力。根据工程现场大量数据证明，随着时间的增长，光纤应变计的失效率会非常高，多数光纤应变计埋入布设于结构中难以更换，因此光纤应变计的长期可靠性是制约其实现全寿命监测的一大难题。目前光纤应变计难以满足长期可靠性、高光谱分辨率、光谱范围大、低成本的高精度的特点，如光纤光栅应变计需要对光纤进行预拉伸，就会存在光纤断裂的风险，导致光纤应变计的可靠性降低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种光纤F
‑
P应变计及其组装方法，以提高光纤F
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P应变计的测量测度和使命寿命。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种光纤F
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P应变计，包括：应变结构件，包括第一基体、第二基体和两个弹性梁，所述第一基体和所述第二基体沿一轴线间隔设置，所述第二基体具有沿所述轴线朝向所述第一基体延伸的凸出部，两个所述弹性梁自所述凸出部的侧面连接所述第一基体，且两个所述弹性梁内形成一贯通的容置区域；第一插芯组件，沿所述轴线延伸并穿设在所述第一基体中，且所述第一插芯组件远离所述第二基体的一端伸出在所述第一基体之外；第二插芯组件，沿所述轴线延伸并穿设在所述第二基体中，且所述第二插芯组件远离所述第一基体的一端伸出在所述第二基体之外，所述第二插芯组件还穿设在所述凸出部中；第一光纤和第二光纤，所述第一光纤沿所述轴线延伸并自所述第一基体朝向所述第二基体的方向依次穿设在所述第一插芯组件中和所述第二插芯组件中，所述第二光纤沿所述轴线延伸并自所述第二基体朝向所述第一基体的方向穿设在所述第二插芯组件中，所述第一光纤和所述第二光纤位于所述第二插芯组件中的一端之间具有空隙，所述空隙作为所述光纤F
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P应变计的谐振腔。
[0005]可选的，包括：所述第一插芯组件包括第一陶瓷插芯和第一尾柄，所述第一陶瓷插芯穿设在所述第一基体中且伸出在所述第一基体之外，所述第一尾柄与所述第一陶瓷插芯伸出在所述第一基体之外的部分连接，且所述第一尾柄固定于所述第一基体上；所述第二
插芯组件包括第二陶瓷插芯和第二尾柄，所述第二陶瓷插芯穿设在所述第二基体中且伸出在所述第二基体之外，所述第二尾柄与所述第二陶瓷插芯伸出在所述第二基体之外的部分连接，且所述第二尾柄固定于所述第二基体上。
[0006]可选的，所述第一基体具有沿所述轴线朝向所述凸出部的第一通孔，所述第二基体具有沿所述轴线朝向所述第一基体且贯穿所述凸出部的第二通孔，且所述第一陶瓷插芯贯穿所述第一通孔以穿设在所述第一基体中，所述第二陶瓷插芯贯穿所述第二通孔以穿设在所述第二基体中。
[0007]可选的，所述第一尾柄具有沿所述轴线朝向所述第一基体的第一穿孔，所述第二尾柄具有沿所述轴线朝向所述第二基体的第二穿孔，所述第一陶瓷插芯具有沿所述轴线朝向所述凸出部的第三穿孔，所述第二陶瓷插芯具有沿所述轴线朝向所述第一基体的第四穿孔，且所述第一光纤依次穿过所述第一穿孔、所述第三穿孔延伸至所述第四穿孔中，所述第二光纤穿过所述第二穿孔延伸至所述第四穿孔中，所述第一光纤和所述第二光纤位于所述第四穿孔内的一端之间具有所述空隙。
[0008]可选的，所述第一穿孔、所述第二穿孔、所述第三穿孔和所述第四穿孔的孔径相同，所述第一穿孔、所述第二穿孔、所述第三穿孔和所述第四穿孔的孔径为100微米～300微米。
[0009]可选的，第二陶瓷插芯的长度是第一陶瓷插芯的长度的1倍~3倍。
[0010]可选的，所述第一基体上设有若干第一固定通孔，所述第二基体上设有若干第二固定通孔，通过所述第一固定通孔和所述第二固定通孔将所述光纤F
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P应变计固定于被测物体的表面。
[0011]可选的，两个所述弹性梁对称分布于所述凸出部的两侧，且所述容置区域的贯通方向与所述第一固定通孔和所述第二固定通孔的贯通方向相同。
[0012]可选的，所述弹性梁呈C型或S型。
[0013]可选的，所述第一光纤和所述第二光纤的表面镀有反射薄膜，所述反射薄膜的反射率高于90%。
[0014]本专利技术还提供了一种光纤F
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P应变计的组装方法，用于组装如上所述的光纤F
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P应变计，所述组装方法包括：将第一插芯组件沿轴线延伸并穿设在第一基体中，并将第二插芯组件沿所述轴线延伸并穿设在第二基体中；将第一光纤沿所述轴线延伸并自所述第一基体朝向所述第二基体的方向依次穿设在所述第一插芯组件中和所述第二插芯组件中，并将所述第一光纤固定于所述第一插芯组件上；以及，将第二光纤沿所述轴线延伸并自所述第二基体朝向所述第一基体的方向穿设在所述第二插芯组件中，且所述第一光纤和所述第二光纤位于所述第二插芯组件中的一端之间具有空隙，所述空隙作为所述光纤F
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P应变计的谐振腔，在调节所述谐振腔的腔长后将所述第二光纤固定于所述第二插芯组件上。
[0015]在本专利技术提供的光纤F
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P应变计及其组装方法中，应变结构件包括第一基体、第二基体和两个弹性梁，第一基体和第二基体沿一轴线间隔设置，第二基体具有沿轴线朝向第一基体延伸的凸出部，两个弹性梁自凸出部的侧面连接第一基体，且两个弹性梁内形成一
贯通的容置区域，弹性梁能够防止光纤F
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P应变计使用时在除了沿轴线方向以外的其它方向产生形变；第一插芯组件沿轴线延伸并穿设在第一基体中，且第一插芯组件远离第二基体的一端伸出在第一基体之外；第二插芯组件沿轴线延伸并穿设在第二基体中，且第二插芯组件远离第一基体的一端伸出在第二基体之外，第二插芯组件还穿设在凸出部中，能够保证光准直性，提高测量精度；第一光纤沿轴线延伸并自第一基体朝向第二基体的方向依次穿设在第一插芯组件中和第二插芯组件中，第二光纤沿轴线延伸并自第二基体朝向第一基体的方向穿设在第二插芯组件中，第一光纤和第二光纤位于第二插芯组件中的一端之间具有空隙，空隙作为光纤F
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P应变计的谐振腔，当光纤F
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P应变计受到外界的拉伸或者压缩时，是直接作用到应变结构件上，应变结构件带动第一光纤和第二光纤，改变光纤F
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P应变计的谐振腔的腔长，所以不需要像光纤光栅等应变计需要对光纤进行预拉伸，就不会有光纤断裂的风险，提高了光纤F
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P应变计的使命寿命。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例一提供的光纤F
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤F
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P应变计，其特征在于，包括：应变结构件，包括第一基体、第二基体和两个弹性梁，所述第一基体和所述第二基体沿一轴线间隔设置，所述第二基体具有沿所述轴线朝向所述第一基体延伸的凸出部，两个所述弹性梁自所述凸出部的侧面连接所述第一基体，且两个所述弹性梁内形成一贯通的容置区域；第一插芯组件，沿所述轴线延伸并穿设在所述第一基体中，且所述第一插芯组件远离所述第二基体的一端伸出在所述第一基体之外；第二插芯组件，沿所述轴线延伸并穿设在所述第二基体中，且所述第二插芯组件远离所述第一基体的一端伸出在所述第二基体之外，所述第二插芯组件还穿设在所述凸出部中；第一光纤和第二光纤，所述第一光纤沿所述轴线延伸并自所述第一基体朝向所述第二基体的方向依次穿设在所述第一插芯组件中和所述第二插芯组件中，所述第二光纤沿所述轴线延伸并自所述第二基体朝向所述第一基体的方向穿设在所述第二插芯组件中，所述第一光纤和所述第二光纤位于所述第二插芯组件中的一端之间具有空隙，所述空隙作为所述光纤F
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P应变计的谐振腔。2.如权利要求1所述的光纤F
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P应变计，其特征在于，包括：所述第一插芯组件包括第一陶瓷插芯和第一尾柄，所述第一陶瓷插芯穿设在所述第一基体中且伸出在所述第一基体之外，所述第一尾柄与所述第一陶瓷插芯伸出在所述第一基体之外的部分连接，且所述第一尾柄固定于所述第一基体上；所述第二插芯组件包括第二陶瓷插芯和第二尾柄，所述第二陶瓷插芯穿设在所述第二基体中且伸出在所述第二基体之外，所述第二尾柄与所述第二陶瓷插芯伸出在所述第二基体之外的部分连接，且所述第二尾柄固定于所述第二基体上。3.如权利要求2所述的光纤F
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P应变计，其特征在于，所述第一基体具有沿所述轴线朝向所述凸出部的第一通孔，所述第二基体具有沿所述轴线朝向所述第一基体且贯穿所述凸出部的第二通孔，且所述第一陶瓷插芯贯穿所述第一通孔以穿设在所述第一基体中，所述第二陶瓷插芯贯穿所述第二通孔以穿设在所述第二基体中。4.如权利要求2或3所述的光纤F
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P应变计，其特征在于，所述第一尾柄具有沿所述轴线朝向所述第一基体的第一穿孔，所述第二尾柄具有沿所述轴线朝向所述第二基体的第二穿孔，所述第一陶瓷插芯具有沿所述轴线朝向所述凸出部的第三穿孔，所述第二陶瓷插芯具有沿所述轴线朝向所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌霞，钟少龙，李健，
申请(专利权)人：上海拜安传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：