一种垫片式螺栓测力光纤传感器制造技术

本实用新型专利技术属于传感器技术领域，具体涉及一种垫片式螺栓测力光纤传感器，包括底座，底座居中设有容螺栓穿过的通孔；位于通孔四周的底座上均布有若干个应变光纤光栅；底座上还固接有温补端子，温补端子上固接有温补光纤光栅；所述应变光纤光栅与温补光纤光栅串联。本实用新型专利技术结构简单，安装简易，通过其内部的通孔套至螺栓上，并通过外部螺母和垫片固定安装，螺栓应力变化后，应力传递到底座上，从而引起槽底发生形变，从而改变粘贴在槽底上应变光纤光栅的波长，通过检测波长变化实现对应力的检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
一种垫片式螺栓测力光纤传感器


[0001]本技术属于传感器
，具体涉及一种垫片式螺栓测力光纤传感器。

技术介绍

[0002]光纤光栅自问世以来，已广泛应用于光纤传感领域。由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本以及和普通光纤的良好的兼容性等优点，所以越来越受关注。由于光纤光栅的谐振波长对应力应变和温度的变化敏感，所以主要用于温度和应力应变的测量。这种传感器是通过外界参量(温度或应力应变)对Bragg光纤光栅的中心波长调制来获得传感信息的。因此，传感器灵敏度高，抗干扰能力强，对光源能量和稳定性要求低，适合作精密、精确测量。可以适用于多种场景，对多种环境进行检测和反馈。
[0003]现有技术中的螺栓应力传感器需对螺栓内部进行打孔作业以便安装其他检测零件，这破坏了螺栓结构，影响了螺栓强度，因此此类螺栓应力传感器在实际使用过程中存在较多桎梏，不适合大范围推广使用。

技术实现思路

[0004]针对上述不足，本技术的目的是提供一种垫片式螺栓测力光纤传感器。
[0005]本技术提供了如下的技术方案：
[0006]一种垫片式螺栓测力光纤传感器，包括底座，底座居中设有容螺栓穿过的通孔；位于通孔四周的底座上均布有若干个应变光纤光栅；
[0007]底座上还固接有温补端子，温补端子上固接有温补光纤光栅；
[0008]所述应变光纤光栅与温补光纤光栅串联。
[0009]所述底座设有环形槽，环形槽与通孔同心，环形槽和通孔间留有中空圆柱；所述应变光纤光栅固接于环形槽的槽底；所述温补端子固接于槽底的边缘。
[0010]环形槽的槽口安装有上盖，令环形槽槽腔形成密封空间，上盖居中设有容中空圆柱穿过的上盖孔。
[0011]上盖孔的孔壁设有“O”形密封圈安装槽，上盖和中空圆柱间安装有“O”形密封圈。
[0012]上盖外壁设有圆形台阶面，圆形台阶面设有外螺纹；环形槽的槽壁设有内螺纹；上盖和底座螺纹连接。
[0013]应变光纤光栅通过聚酰亚胺胶粘结于槽底；温补端子通过AB胶粘结于槽底的边缘；温补光纤光栅通过聚酰亚胺胶粘结于温补端子上端。
[0014]底座一侧设有与环形槽贯通连接的螺纹孔；弯头设有的外螺纹连接头一安装于螺纹孔内；弯头设有的内螺纹连接头内通过螺纹连接有压线端子，压线端子设有与内螺纹连接头连接的外螺纹连接头二；
[0015]弯头和压线端子均设有与螺纹孔贯通连接、并容引线穿出的通腔；
[0016]所述引线为铠装光缆。
[0017]所述底座和温补端子材质均为316L不锈钢。
[0018]所述底座下部外侧设有弧形凹槽。
[0019]本技术的有益效果是：
[0020]本技术结构简单，安装简易，通过其内部的通孔套至螺栓上，并通过外部螺母和垫片固定安装，螺栓应力变化后，应力传递到底座上，从而引起槽底发生形变，从而改变粘贴在槽底上应变光纤光栅的波长，通过检测波长变化实现对应力的检测。解决了现有螺栓测力光纤传感器对螺栓造成破坏的问题，本专利技术可以在不破坏现有螺栓结构的前提下安装使用。本专利技术还通过将应变光纤光栅安装于密封空间内，克服了在潮湿空气中传感器内部凝结和电磁干扰的问题，大大延长传感器的使用寿命和传感器在电磁干扰下的可靠性。本技术可以快速地安装到螺栓上，不破坏螺栓结构，不影响螺栓强度，并可适用于正在使用的螺栓，对其应力变化进行实时监测。
附图说明
[0021]图1是本技术的俯视图；
[0022]图2是图1中A
‑
A向剖视图；
[0023]图3是本技术去除上盖后俯视图；
[0024]图4是上盖侧视图；
[0025]图5是上盖剖视图；
[0026]图6是底座侧视图；
[0027]图7是底座剖视图；
[0028]图8是压线端子侧视图；
[0029]图9是压线端子剖视图；
[0030]图10是弯头剖视图。
[0031]图中标记为：上盖11、圆形台阶面12、“O”形密封圈安装槽13、螺纹孔31、底座32、内螺纹33、中空圆柱34、槽底35、通孔36、环形槽37、弧形凹槽38、应变光纤光栅4、温补端子5、温补光纤光栅6、内螺纹连接头71、外螺纹连接头一72、弯头73、外螺纹连接头二81、压线端子82。
具体实施方式
[0032]实施例一
[0033]如图1～10所示，一种垫片式螺栓测力光纤传感器，包括底座32，底座32居中设有容螺栓穿过的通孔36，位于通孔36四周的底座32上均布有若干个应变光纤光栅4。安装时，将底座32套装在螺栓上，然后在底座32上下两侧均安装螺母和垫片，从而固定住底座32。
[0034]光纤光栅受温度的影响是非常严重的问题，因此必须采用温度补偿。底座32上还固定连接有温补端子5，温补端子5上固定连接有温补光纤光栅6。应变光纤光栅4与温补光纤光栅6串联。
[0035]具体地，底座32设有环形槽37，环形槽37与通孔36同心，环形槽37和通孔36间留有中空圆柱34。应变光纤光栅4固定连接于环形槽37的槽底35。温补端子5固定连接于槽底35的边缘。具体地，应变光纤光栅4通过聚酰亚胺胶粘结于槽底35，温补端子5通过AB胶粘结于槽底35的边缘，温补光纤光栅6通过聚酰亚胺胶粘结于温补端子5上端。
[0036]底座32安装在螺栓上后，螺栓的应力变化会传递给底座32，而后传递到槽底35上，槽底35发生形变，从而改变应变光纤光栅4的波长，当螺栓受到应力变化后，应变光纤光栅4的波长会随应力的变化而变化，从而根据几根应变光纤光栅4的波长平均值，可以得到此时螺栓应力的值。
[0037]光纤传感器会受到温度很严重的影响，所以就需要一根单独的温补光纤光栅6来对温度实时监测，并去掉温度对光纤产生的影响，用以下公式可以计算出实际温度：
[0038]T＝K
T
(λ
T
‑
λ
T0
)
[0039]式中，T为传感器的实时温度，K
T
为温补光纤光栅的温度系数(温度系数需要预先进行标定)，λ
T
为温补光纤光栅的波长，λ
T0
为温补光纤光栅的初始波长。
[0040]在得到温度对另外几根应变光纤光栅4波长影响的变化后，将其去除，并通过以下公式计算出螺栓受到的实际应力值：
[0041]σ＝K1[(λ1‑
λ
10
)
‑
K
T
(λ
T
‑
λ
T0
)][0042]式中，σ为螺栓的实际应力，K1为几根应变光纤光栅的平均应力系数(应力系数需要预先进行标定)，λ1为几根应变光纤光栅的平均波长，λ
10
为几根应变光纤光栅的平均初始波长。要注意K1、K
T
是在传感器制作时标定的一个常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垫片式螺栓测力光纤传感器，其特征在于：包括底座(32)，底座(32)居中设有容螺栓穿过的通孔(36)；位于通孔(36)四周的底座(32)上均布有若干个应变光纤光栅(4)；底座(32)上还固接有温补端子(5)，温补端子(5)上固接有温补光纤光栅(6)；所述应变光纤光栅(4)与温补光纤光栅(6)串联。2.根据权利要求1所述的垫片式螺栓测力光纤传感器，其特征在于：所述底座(32)设有环形槽(37)，环形槽(37)与通孔(36)同心，环形槽(37)和通孔(36)间留有中空圆柱(34)；所述应变光纤光栅(4)固接于环形槽(37)的槽底(35)；所述温补端子(5)固接于槽底(35)的边缘。3.根据权利要求2所述的垫片式螺栓测力光纤传感器，其特征在于：环形槽(37)的槽口安装有上盖(11)，令环形槽(37)槽腔形成密封空间，上盖(11)居中设有容中空圆柱(34)穿过的上盖孔。4.根据权利要求3所述的垫片式螺栓测力光纤传感器，其特征在于：上盖孔的孔壁设有“O”形密封圈安装槽(13)，上盖(11)和中空圆柱(34)间安装有“O”形密封圈。5.根据权利要求4所述的垫片式螺栓测力光纤传感器，其特征在于：上盖(11)外壁设有圆形台阶面(12)，圆形台阶面(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢俊武，史立洋，贾立翔，魏广庆，施斌，
申请(专利权)人：苏州南智传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：