一种测量三向压力的光纤布拉格光栅传感器制造技术

一种测量三向压力的光纤布拉格光栅传感器，属于土木工程测试仪器领域。本实用新型专利技术外形为立方体结构，内部由三面正交的正方形金属隔板分隔为压力测量工作腔室Ｃ１和集线腔室Ｃ２；在压力测量工作腔室Ｃ１内，金属隔板上设置有三个物理参数及结构相同的测压ＦＢＧ（光纤布拉格光栅），同时还装有一个温度补偿ＦＢＧ。当压力作用于工作膜片上时，工作膜片挠曲变形后将压力传递给传力杆。传力杆产生向下的位移，从而使测压ＦＢＧ产生拉应变。当一束宽频光源通过测压ＦＢＧ时，测压ＦＢＧ只反射入射光中满足布拉格衍射的光，通过测量光纤光栅响应波长的移动来测量外界压力的大小。本实用新型专利技术可用于同时测量传感器埋设处岩土体或构筑物三个正交方向的应力状态，适用于公路、建筑、矿业等部门。本实用新型专利技术加工方便，结构简单，造价低廉。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于土木工程测试仪器领域，涉及测量三个相互垂直方向上的外部压力的大小。
技术介绍
目前，利用布拉格衍射原理设计的光纤布拉格光栅(FBG)传感器大量应用于土木 工程中。在边坡工程中，它可以测量坡体滑动产生的位移、应力变化；在桥梁工程中，可以利 用光纤布拉格光栅传感器对桥梁进行健康监测。 光纤布拉格光栅传感器除具有普通光纤传感器的所有优点之外，还具有如下独特 的优点①传感信号是波长调制，测量信号不受光强波动及仪器电磁场的影响；②具有自 参考点，测量的是绝对值；③更容易采用波分复用技术，实现分布式传感；④光栅直接写入 纤芯，其结构简单、稳定性好和插入损耗低，易于实现一维光子集成。 光纤布拉格光栅传感器设计原理简单，造价低廉，能够满足一定的工程测量需要。 但是也有如下不足之处 1)由于这类传感器只有一个光纤布拉格光栅，只能测出单个方向的压力，无法同 时测定地层或结构物中观测点其它方向的压力值，即无法得到观测点的真实应力状态。 2)当测量岩土体压力时，这类压力传感器只有水平放置时才能准确测量岩土体的 位移和应力。当埋设在岩土层中的土压力传感器由于外界因素产生倾斜时，将不能准确测 定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量三向压力的光纤布拉格光栅传感器，包括测压光纤布拉格光栅ＦＢＧ（１）、温度补偿ＦＢＧ（２）、传力杆（３）、工作膜片（４）、光纤（５）、杠杆支架（６）、杠杆（７）、非工作膜片（８）、顶板（９）、测压ＦＢＧ紧固件（１０）、光纤支架（１１）、温度补偿ＦＢＧ紧固件（１２）、金属隔板（２１），其特征在于：１）外形为立方体结构，由三个工作膜片（４）和三个非工作膜片（８）构成，内部由三面正交的正方形金属隔板（２１）分隔为压力测量工作腔室Ｃ１和集线腔室Ｃ２；２）在压力测量工作腔室Ｃ１内，金属隔板（２１）上设置有三个物理参数及结构相同的测压光纤布拉格光栅ＦＢＧ（１），同时测量三个正交方向压力；３）顶板（９...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴顺川，周喻，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]