一种导柱式光纤光栅位移传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种导柱式光纤光栅位移传感器，涉及光纤光栅位移传感器检测领域，旨在解决现有技术中易氧化变形的问题，采用的技术方案是，包括外壳、位移测量传导单元、测量单元；位移测量传导单元和测量单元均安装在外壳上；位移测量传导单元中滑轨固定安装在外壳上，滑轨上滑动连接了滑块，滑块通过传导机构连接测量单元，滑块还通过导柱连接内丝拉环，滑块连接拉簧。通过内丝拉环与被测物体紧密连接，内丝拉环与导柱连接，位移量发生变化时，导柱带动滑块在滑轨上进行精准的直线运动，位移传动量线性精确。弹簧通过弹簧挂板对导柱施加反作用力，保持内丝拉环与被测量物体时刻保持紧密连接，极大降低了测量误差。极大降低了测量误差。极大降低了测量误差。

【技术实现步骤摘要】
一种导柱式光纤光栅位移传感器


[0001]本技术涉及光纤光栅位移传感器检测领域，具体为一种导柱式光纤光栅位移传感器。

技术介绍

[0002]位移是各大领域需要监测的最为重要、基础的物理量之一，对于各种工程的完成，起着至关重要的作用，传统的位移测量装置中采用的位移传感器大多数是以电磁效应、电容效应等为基本原理，将位移量转换成电信号来实现的，虽说在测量时可达到较高的精度与分辨率，但这种弱电式传感器存在抗电磁干扰性能差、受温度影响较大、在恶劣环境下长期使用易损坏或发生零点漂移，测量距离近等缺陷，且在连续性、实时性和测量灵敏度等方面也越来越难以满足现今的监测要求，这无疑给基础工程测量带来了极大的不便。
[0003]光纤布拉格光栅具有测量灵敏度高、防水性能强、抗电磁干扰、信号传输距离远和耐腐蚀的优点，可远程对建筑物的结构进行长期的健康监测，并可串联加装配套附件，如倾角传感器、土压力传感器、温度传感器、钢筋应变传感器等测量变形的传感器构成传感网络，为实现自然灾害监测与预测提供了可行的途径，但传统的光纤光栅位移传感器在地铁隧道、水坝这种恶劣环境下工作时，因为常规原件直接用胶贴到检测位置，胶水老化光纤光栅就会脱落，造成传感器的传感元件容易发生氧化或非弹性变形，传感器的传动元件存在传动滑移，从而导致测量精度低等情况发生。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中所存在的问题，本技术公开了一种导柱式光纤光栅位移传感器，采用的技术方案是，包括外壳、位移测量传导单元、测量单元；所述位移测量传导单元和所述测量单元均安装在所述外壳上；所述位移测量传导单元还包括滑轨、滑块、传导机构、复位机构、导柱和作业单元，所述滑轨固定安装在所述外壳上，所述滑轨上滑动连接了所述滑块，所述滑块通过所述传导机构连接所述测量单元，所述滑块还通过所述导柱连接所述作业单元，所述滑块连接所述复位机构；作业单元拉动导柱滑动，进而通过传导机构将位移传导测量单元。
[0005]作为本技术的一种优选技术方案，所述外壳包括底座、盖板、光纤保护管锁紧帽、导套，所述底座为一侧开通的方形盒体结构，所述底座上可拆卸连接有盖板，所述底座上还装有所述光纤保护管锁紧帽和所述导套，所述导柱穿过所述导套后连接所述作业单元，所述作业单元为内丝拉环；盒体结构便于装配和维护，盖板能够封闭盒体。
[0006]作为本技术的一种优选技术方案，所述传导机构还包括斜块和滑柱，所述斜块装在所述滑块上，所述底座底面开设第一凹槽，所述第一凹槽内装有导块；所述导块上竖直开设第四通孔，所述滑柱在所述第四通孔内滑动连接且两端分别与所述测量单元、所述斜块的斜面滑动接触；斜块能够跟随滑块一同滑动，并通过斜面挤压滑柱进而作用至测量单元。
[0007]作为本技术的一种优选技术方案，所述测量单元还包括进纤托板、模块化温补基片、模块化位移弹片、进纤压板、出纤托板，所述进纤托板和所述出纤托板均装在所述底座内；所述进纤托板上装有所述进纤压板，所述模块化温补基片、所述模块化位移弹片、所述进纤压板可拆卸连接在所述进纤托板和所述进纤压板之间。
[0008]作为本技术的一种优选技术方案，所述滑柱和所述模块化位移弹片滑动接触。
[0009]作为本技术的一种优选技术方案，所述模块化温补基片、模块化位移弹片采用专用玻璃固态封装，具有长寿命、抗氧化、抗疲劳、不易脱开的优点。
[0010]作为本技术的一种优选技术方案，所述滑轨、所述滑块、所述斜块、所述内丝拉环、所述滑柱、所述模块化位移弹片的中心线共面。
[0011]作为本技术的一种优选技术方案，所述复位机构还包括挂板和拉簧，所述挂板安装在所述导柱上，且所述挂板和所述底座内壁之间装有所述拉簧。
[0012]作为本技术的一种优选技术方案，所述模块化温补基片、模块化位移弹片的基片均为无机弹性材料，均为固态封装方式，均为可替换模块化。
[0013]本技术的有益效果：本技术通过内丝拉环与被测物体紧密连接，内丝拉环与导柱螺纹连接，位移量发生变化时，导柱带动斜块直线运动。因导柱在导柱导套中进行运动且斜块安装在滑块上被滑轨限制进行精准的直线运动，位移传动量线性精确。弹簧通过弹簧挂板对导柱施加反作用力，保持内丝拉环与被测量物体时刻保持紧密连接，极大降低了测量误差。
[0014]进一步的，模块化温补基片作为温度补偿校正的同时同步测量安装位置的环境温度，不受温度影响；进一步的，模块化温补基片、模块化位移弹片为专用玻璃固态封装，具有长寿命、抗氧化、抗疲劳、不易脱开的优点，从而提高了传感元件的使用寿命，使其不易变形。
[0015]进一步的，本技术适用于长期测量隧道用盾构机管片拼接缝隙的位移变化量，位移测量传导单元、测量单元、外壳均为金属材质，检测过程不使用电能为本质安全型传感器，抗电磁干扰性能强、在恶劣环境下能够长期使用不易损坏，测量距离远，且在连续性、实时性和测量灵敏度等方面可满足现今的监测要求。
[0016]进一步的，传感器加工完成后进行位移量和温度变化量的标定并生成拟合曲线，安装后记录起始波长量和环境温度，后续进行测量可根据测量量带入拟合公式即可得出位移变化量，不存在零点漂移现象。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0018]图1为本技术的正视图；
[0019]图2为本技术提出的一种导柱式光纤光栅位移传感器的仰视图；
[0020]图3为本技术提出的一种导柱式光纤光栅位移传感器的俯视图；
[0021]图4为本技术提出的一种导柱式光纤光栅位移传感器的右视图；
[0022]图5为本技术正视图中C
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C处剖面图；
[0023]图6为本技术俯视图中D
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D处剖面图；
[0024]图7为本技术底座内部结构示意图；
[0025]图8为本技术外壳结构示意图；
[0026]图9为本技术具体实施方式的拟合公式。
[0027]图中：1、外壳；101、底座；101
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1、第一螺纹孔；101
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2、第二螺纹孔；101
‑
3、第一通孔；101
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4、第三螺纹孔；101
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5、第一凹槽；101
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6、第三通孔；101
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7、第六螺纹孔；101
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8、第五通孔；101
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9、第六通孔；101
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10、第七螺纹孔；102、盖板；102
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1、第七通孔；103、盖板紧固螺栓；104、光纤保护管锁紧帽；105、导套；2、位移测量传导单元；201、滑轨；202、限位螺栓组；203、滑轨固定螺栓；20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导柱式光纤光栅位移传感器，其特征在于：包括外壳（1）、位移测量传导单元（2）、测量单元（3）；所述位移测量传导单元（2）和所述测量单元（3）均安装在所述外壳（1）上；所述位移测量传导单元（2）还包括滑轨（201）、滑块（204）、传导机构、复位机构、导柱（210）和作业单元，所述滑轨（201）固定安装在所述外壳（1）上，所述滑轨（201）上滑动连接了所述滑块（204），所述滑块（204）通过所述传导机构连接所述测量单元（3），所述滑块（204）还通过所述导柱（210）连接所述作业单元，所述滑块（204）连接所述复位机构。2.根据权利要求1所述的一种导柱式光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述外壳（1）包括底座（101）、盖板（102）、光纤保护管锁紧帽（104）、导套（105），所述底座（101）为一侧开通的方形盒体结构，所述底座（101）上可拆卸连接有盖板（102），所述底座（101）上还装有所述光纤保护管锁紧帽（104）和所述导套（105），所述导柱（210）穿过所述导套（105）后连接所述作业单元，所述作业单元为内丝拉环（211）。3.根据权利要求2所述的一种导柱式光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述传导机构还包括斜块（205）和滑柱（212），所述斜块（205）装在所述滑块（204）上，所述底座（101）底面开设第一凹槽（101
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5），所述第一凹槽（101
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5）内装有导块（213）；所述导块（213）上竖直开设第四通孔（208
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2），所述滑柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仲春，马振珠，张健，翟传伟，高锡平，佟立金，
申请(专利权)人：中建材科创新技术研究院山东有限公司，
类型：新型
国别省市：