一种非型增敏光纤光栅应变传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种非型增敏光纤光栅应变传感器，其包括弹性基片，包括回形环、连接臂、左端平板、右端平板以及光纤光栅粘贴臂，连接臂设置在回形环的两侧并连接于左端平板、右端平板；光纤光栅粘贴臂在回形环的两侧并与回形环固定，左端平板、右端平板以及光纤光栅粘贴臂上形成固定光纤光栅的固定面，左端平板、右端平板上设置有用于与被测基体固定的安装面；光纤光栅，光纤光栅沿弹性基片长度方向的轴线固定在弹性基片上。本发明专利技术具有明显的增敏效果，使光纤光栅应变传感器在安装空间有限的条件下，能够提升灵敏度以及测量精度。能够提升灵敏度以及测量精度。能够提升灵敏度以及测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种非型增敏光纤光栅应变传感器


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，尤其涉及一种非型增敏光纤光栅应变传感器。

技术介绍

[0002]在土木工程、航空航天、石油化工﹑船舶工业等领域的结构健康监测中，应变是重要的物理参量之一。通过对应变实时监测，能及时了解到设备、机械结构、轨道运行状态等实时状况，防止安全事故的发生。
[0003]光纤光栅传感技术因具有电绝缘性、抗电磁干扰、耐腐蚀，稳定性强、体积小、重量轻等特点，被广泛用于各种结构的健康监测中，根据光纤光栅应变传感原理，裸光纤光栅的应变测量灵敏度为1.2pm/με，但其无法满足实际应用中监测灵敏度和稳定性的要求。
[0004]在大型结构的健康监测中，结构变形量小，产生的应变小，并且应变传感器安装空间有限，不能通过改变应变传感器固定距离提高增敏效果，对应变传感器的灵敏度有着更高的要求。当前，绝大多数光纤光栅应变传感器增敏效果不明显，灵敏度较低，不能满足受安装空间限制条件下微小应变的测量。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种非型增敏光纤光栅应变传感器，解决现有技术中现有技术中光纤光栅应变传感器在安装空间有限的条件下，灵敏度低﹑测量精度低的问题。
[0006]本专利技术提供一种非型增敏光纤光栅应变传感器，包括：
[0007]弹性基片，包括回形环、连接臂、左端平板、右端平板以及光纤光栅粘贴臂，所述连接臂对称的设置在所述回形环的两侧，位于所述回形环的一侧的所述连接臂一端与所述回形环连接，另一端与所述左端平板固定；位于所述回形环的另一侧的所述连接臂一端与所述回形环连接，另一端与所述右端平板固定；所述光纤光栅粘贴臂对称的设置在所述回形环的两侧并与所述回形环固定，所述左端平板、所述右端平板以及所述光纤光栅粘贴臂上形成固定光纤光栅的固定面，所述左端平板、所述右端平板上设置有用于与被测基体固定的安装面；
[0008]光纤光栅，所述光纤光栅沿所述弹性基片长度方向的轴线固定在所述弹性基片上。
[0009]可选的，所述弹性基片采用金属材料，通过线切割加工一体成型。
[0010]可选的，所述回形环中部形成有一镂空区。
[0011]可选的，所述左端平板、所述右端平板对应所述光纤光栅设置的位置处开设有光纤容置槽。
[0012]可选的，所述光纤光栅粘贴臂上开设有安装所述光纤光栅的光纤安装槽，所述光纤安装槽与所述光纤容置槽位于同一轴线上，所述光纤安装槽填充有用于固定所述光纤光栅的树脂胶。
[0013]可选的，所述光纤光栅设置在所述镂空区处，所述光纤光栅两侧的尾纤设置于所
述光纤安装槽、所述光纤容置槽内。
[0014]可选的，还包括保护套管，所述保护套管套设在所述尾纤上并嵌设于所述光纤容置槽内。
[0015]可选的，所述弹性基片的各个边角位置为圆角。
[0016]可选的，具有四个所述连接臂，所述回形环的两侧分别设置有两个所述连接臂，位于所述回形环同侧的两个所述连接臂对称。
[0017]可选的，具有两个所述光纤光栅粘贴臂，所述回形环的两侧分别设置有一个所述光纤光栅粘贴臂，所述光纤光栅粘贴臂位于同侧的两个所述连接臂之间。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术的非型增敏光纤光栅应变传感器将被测基体的长距离应变集中到短的光纤光栅上，并且通过回形环与连接臂配合放大了被测基体的变形，这样大大提高光纤光栅应变传感器的灵敏度。在安装空间有限的条件下，可以调节弹性基片非型增敏结构关键尺寸，能够实现对非型增敏光纤光栅应变传感器的灵敏度和增敏倍数的调节，可实现更高的测量精度。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术中非型增敏光纤光栅应变传感器的结构示意图；
[0022]图2为图1中弹性基片的结构示意图；
[0023]图3为图1中弹性基片右端的简化受力分析图；
[0024]图4为本专利技术中非型增敏光纤光栅应变传感器的尺寸示意图；
[0025]其中：1
‑
弹性基片，11
‑
回形环，111
‑
镂空区，12
‑
连接臂，13
‑
左端平板，14
‑
右端平板，15
‑
光纤光栅粘贴臂，151
‑
光纤安装槽，152
‑
环氧树脂胶，16
‑
光纤容置槽，2
‑
光纤光栅，21
‑
尾纤，3
‑
保护套管。
具体实施方式
[0026]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0027]如图1、图2所示，本专利技术的实施例提供一种非型增敏光纤光栅应变传感器，其包括：弹性基片1、光纤光栅2，所述弹性基片1呈非字状并为对称结构，所述光纤光栅2沿所述弹性基片1长度方向的轴线固定在所述弹性基片1上。
[0028]具体的，所述弹性基片1包括回形环11、连接臂12、左端平板13、右端平板14以及光纤光栅粘贴臂15，所述连接臂12对称的设置在所述回形环11的两侧，位于所述回形环11的一侧的所述连接臂12一端与所述回形环11连接，另一端与所述左端平板13固定；位于所述回形环11的另一侧的所述连接臂12一端与所述回形环11连接，另一端与所述右端平板14固定；所述光纤光栅粘贴臂15对称的设置在所述回形环11的两侧并与所述回形环11固定，所
述左端平板13、所述右端平板14以及所述光纤光栅粘贴臂15上形成固定所述光纤光栅2的固定面，所述左端平板13、所述右端平板14上设置有用于与被测基体固定的安装面。
[0029]在本专利技术中，本专利技术的非型增敏光纤光栅应变传感器通过应变传感器固定长度大于光纤光栅2两端固定点之间的长度，与弹性基片内部的非型结构相结合大大提高光纤光栅应变传感器的灵敏度。在安装空间有限的条件下，通过调节弹性基片非型增敏结构关键尺寸，能够实现对非型增敏光纤光栅应变传感器的灵敏度和增敏倍数的调节，可实现更高的测量精度。该非型增敏光纤光栅应变传感器可以通过结构胶粘贴、激光焊接、螺栓连接方式安装固定在被测基体上，并且该应变传感器灵敏度高，成本较低，结构简单，安装方便。
[0030]需要说明的是，所述左端平板13的安装面与所述右端平板14的安装面之间的距离大于所述光纤光栅2两端固定点之间的距离，这样设置的目的在于可以将被测基体的应变集中到光纤光栅上，并且所述弹性基片的回形环与四个连接臂配合将传递给所述弹性基片的变形进行放大，并传递给光纤光栅，两者同时作用实现增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非型增敏光纤光栅应变传感器，其特征在于，包括：弹性基片，包括回形环、连接臂、左端平板、右端平板以及光纤光栅粘贴臂，所述连接臂对称的设置在所述回形环的两侧，位于所述回形环的一侧的所述连接臂一端与所述回形环连接，另一端与所述左端平板固定；位于所述回形环的另一侧的所述连接臂一端与所述回形环连接，另一端与所述右端平板固定；所述光纤光栅粘贴臂对称的设置在所述回形环的两侧并与所述回形环固定，所述左端平板、所述右端平板以及所述光纤光栅粘贴臂上形成固定光纤光栅的固定面，所述左端平板、所述右端平板上设置有用于与被测基体固定的安装面；光纤光栅，所述光纤光栅沿所述弹性基片长度方向的轴线固定在所述弹性基片上。2.如权利要求1所述的非型增敏光纤光栅应变传感器，其特征在于，所述弹性基片采用金属材料，通过线切割加工一体成型。3.如权利要求1所述的非型增敏光纤光栅应变传感器，其特征在于，所述回形环中部形成有一镂空区。4.如权利要求1所述的非型增敏光纤光栅应变传感器，其特征在于，所述左端平板、所述右端平板对应所述光纤光栅设置的位置处开设有光纤容置槽。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建军，侯伟，王良瑩，吕韩阳，蒲飞杨，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：