一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及光纖化agg光柵應變檢測技術領域，特別是指一種光纖化agg光柵管 式應變傳感器。
【背景技術】
[0002] 現有的大型工程結構，如橋梁、大巧、隧道、邊坡的抗滑粧和擋±墻等大型建筑易 受到惡劣環境和地質運動變化出現的結構損傷。應變是表征工程結構安全的重要指標，人 們通常通過檢測結構應變來對監測對象進行健康狀況的評估。當建筑結構受到外界的作用 力使其應變過大時，結構易于出現裂縫、變形、傾斜等損傷，嚴重的可導致結構破裂或者倒 塌等嚴重安全施工。因此對建筑結構應變進行長期、實時的監測具有重要的意義。
[0003] 光纖化agg光柵應變傳感器具有抗電磁干擾能力強、測量范圍廣、傳輸損耗小、精 度高W及實時性強等特點，特別適合需要實時應變監控的大型建筑，如大巧、隧道、橋梁、公 路等。但現有的光纖化agg光柵應變傳感器因其結構原因，存在一定的缺陷，如抗拉能力 差、靈敏度低等，該就為大型建筑的監測工作埋下了隱患。
【發明內容】
[0004] 本發明提出一種光纖化agg光柵管式應變傳感器，解決了現有技術中的光纖 Bragg光柵應變傳感器抗拉能力差、靈敏度低等問題。
[0005] 本發明的技術方案是該樣實現的：
[0006] 一種光纖化agg光柵管式應變傳感器，包括內管，所述內管包括左段、中段和右 段，所述中段的徑向尺寸小于所述左段和右段的徑向尺寸；所述內管具有穿通所述左段、中 段和右段的通孔，在所述中段部分的通孔中設置有光纖化agg光柵，所述光纖化agg光柵兩 端的光纖分別由左段和右段部分的通孔引出并連接有光纜；所述左段和右段部分的通孔中 設有用于固定所述光纖Bragg光柵的固定部件；
[0007] 所述內管的兩端分別設有軸向應變感應部件和用于固定所述光纜的鎖緊部件。 [000引進一步地，所述固定部件包括內限位頭、外限位頭及填充于二者之間的環氧樹脂； 所述內限位頭和外限位頭具有容納所述光纖穿過的小孔。
[0009] 進一步地，所述內管的兩端分別設有螺紋部，所述軸向應變感應部件為法蘭盤，所 述法蘭盤螺合固定在所述螺紋部上。
[0010] 進一步地，所述鎖緊部件包括卡緊件和螺母，所述卡緊件固定在所述螺紋部外端， 所述螺母螺合在所述螺紋部上并將所述卡緊件容納在其內部。
[0011] 進一步地，所述螺母為自緊螺母。
[0012] 進一步地，所述光纜為鏈裝光纜。
[0013] 進一步地，所述內管外側套設有保護套管。
[0014] 進一步地，所述內管為不誘鋼管。
[0015] 本發明的有益效果為：
[0016] 本發明的光纖化agg光柵管式應變傳感器，結構簡單，成本低廉；通過調整法蘭盤 之間距離與中段長度的比例，可W增加傳感器靈敏度；利用自緊螺母和卡緊件可W方便地 實現傳感器與鏈裝光纜的緊固連接，簡化了傳感器安裝過程并提高了抗拉伸能力。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W 根據該些附圖獲得其他的附圖。
[001引圖1為本發明一個實施例的內部結構示意圖；
[0019] 圖2為本發明一個實施例的外部結構示意圖。
[0020] 圖中；
[0021] 1、內管；2、左段；3、中段；4、右段；5、通孔；6、光纖Bragg光柵；7、光纖；8、光纜； 9、固定部件；10、軸向應變感應部件；11、鎖緊部件；12、螺紋部；13、卡緊件；14、螺母；15、 保護套管；16、內限位頭；17、外限位頭；18、環氧樹脂；19、小孔。
【具體實施方式】
[0022] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0023] 如圖1-2所示，本實施例中的光纖化agg光柵管式應變傳感器，包括內管1，所述內 管1包括左段2、中段3和右段4,所述左段2、中段3和右段4都為圓柱形，所述中段3的徑 向尺寸小于所述左段2和右段4的徑向尺寸；所述內管1具有穿通所述左段2、中段3和右 段4的通孔5,在所述中段3部分的通孔5中設置有光纖化agg光柵6,所述光纖化agg光 柵6兩端的光纖7分別由左段2和右段4部分的通孔5引出并連接有光纜8 ;所述左段2和 右段4部分的通孔5中設有用于固定所述光纖化agg光柵6的固定部件9。所述內管1的 兩端分別設有軸向應變感應部件10和用于固定所述光纜8的鎖緊部件11。
[0024] 本實施例中，所述固定部件9包括內限位頭16、外限位頭17及填充于二者之間的 環氧樹脂18 ;所述內限位頭16和外限位頭17具有容納所述光纖7穿過的小孔19。
[0025] 所述內管1的兩端分別設有螺紋部12,所述螺紋部12的徑向尺寸小于所述左段2 和右段4的徑向尺寸，所述軸向應變感應部件10為法蘭盤，所述法蘭盤螺合固定在所述螺 紋部12上并貼合在所述左段2或右段4上。
[0026] 所述鎖緊部件11包括卡緊件13和螺母14,所述卡緊件13固定在所述螺紋部12 外端，用于卡緊光纜8,所述螺母14螺合在所述螺紋部12上并將所述卡緊件13容納在其內 部。
[0027] 本實施例中，所述螺母14為自緊螺母；所述光纜8為鏈裝光纜；所述內管1為不誘 鋼管。并在所述內管1外側套設有保護套管15,對外界徑向應變起到隔離作用，實現對內管 1的保護。
[002引本實施例利用傳感器兩端的鎖緊部件11 (包括螺母14和卡緊件13)將鏈裝光纜 固定在傳感器兩端；光纖化agg光柵6經環氧樹脂18固定在內管1內；兩側法蘭盤通過螺 紋固定在內管1兩端，用于檢測外界軸向應變變化；保護套管15嵌套在內管1外側，對外界 徑向應變起到隔離作用，實現對內管1的保護。
[0029] 當外界軸向應變（〇作用于傳感器兩側法蘭盤時，兩個法蘭盤間距的變化量 (A L)為兩個法蘭盤間距（Li)與軸向應變的乘積，即：
[0030] A L = Li X e (1)
[0031] 法蘭盤通過螺紋固定在內管1兩端，則法蘭盤的間距變化量與內管1的伸長量相 同，即內管1的伸長量也為A L。
[003引由于內管1的中段3管徑較小，橫截面積小；左段2和右段4的管徑較大，橫截面 積大，則形變主要發生在內管1的中段3部位（長度為L2)。忽略兩側較粗管徑部位內管1 的形變，則中段3部位的伸長量為A L，即：
[0033] AL = LgX e ' (2)
[0034] 其中，e '為中段3部位應變。
[0035] 光纖化agg光柵6經環氧樹脂18固定在內管1內，由內限位頭16控制粘接位置 為內管1中段3部位的兩側，因此，光纖化agg光柵6發生均勻軸向應變為：
[0036] f '二^公 （3)
[0037] 光纖化agg光柵6均勻軸向應變引起的波長移位量為；
[003引 么與避心 （4)
[0039] 式（4)中，AB為光纖Bragg光柵6的中屯、波長，A A B為波長移位量，Pe= 0. 22 為有效彈光系數。
[0040] 可見，通過調整兩個法蘭盤之間距離Li與內管1應變發生部位（即中段3)的長 度L2之間的比例，可W適量增加傳感器的靈敏度。
[0041] W上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用W限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，其特征在于：包括內管，所述內管包括左段、 中段和右段，所述中段的徑向尺寸小于所述左段和右段的徑向尺寸；所述內管具有穿通所 述左段、中段和右段的通孔，在所述中段部分的通孔中設置有光纖Bragg光柵，所述光纖 Bragg光柵兩端的光纖分別由左段和右段部分的通孔引出并連接有光纜；所述左段和右段 部分的通孔中設有用于固定所述光纖Bragg光柵的固定部件； 所述內管的兩端分別設有軸向應變感應部件和用于固定所述光纜的鎖緊部件。
2. 如權利要求1所述的一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，其特征在于：所述固定 部件包括內限位頭、外限位頭及填充于二者之間的環氧樹脂；所述內限位頭和外限位頭具 有容納所述光纖穿過的小孔。
3. 如權利要求1所述的一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，其特征在于：所述內管 的兩端分別設有螺紋部，所述軸向應變感應部件為法蘭盤，所述法蘭盤螺合固定在所述螺 紋部上。
4. 如權利要求3所述的一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，其特征在于：所述鎖緊 部件包括卡緊件和螺母，所述卡緊件固定在所述螺紋部外端，所述螺母螺合在所述螺紋部 上并將所述卡緊件容納在其內部。
5. 如權利要求4所述的一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，其特征在于：所述螺母 為自緊螺母。
6. 如權利要求1-5任意一項所述的一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，其特征在于： 所述光纜為鎧裝光纜。
7. 如權利要求1-5任意一項所述的一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，其特征在于： 所述內管外側套設有保護套管。
8. 如權利要求1-5任意一項所述的一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，其特征在于： 所述內管為不銹鋼管。
【專利摘要】本發明提出了一種光纖Bragg光柵管式應變傳感器，包括內管，內管包括左段、中段和右段，中段的徑向尺寸小于左段和右段的徑向尺寸；內管具有穿通所述左段、中段和右段的通孔，在中段部分的通孔中設置有光纖Bragg光柵，光纖Bragg光柵兩端的光纖分別由左段和右段部分的通孔引出并連接有光纜；左段和右段部分的通孔中設有用于固定光纖Bragg光柵的固定部件；內管的兩端分別設有軸向應變感應部件和用于固定光纜的鎖緊部件。本發明結構簡單，成本低廉；通過調整法蘭盤之間距離與中段長度的比例，可以增加傳感器靈敏度；利用自緊螺母和卡緊件可以方便地實現傳感器與鎧裝光纜的緊固連接，簡化了傳感器安裝過程并提高了抗拉伸能力。
【IPC分類】G01B11-16
【公開號】CN104567704
【申請號】CN201410718591
【發明人】王洪亮, 彭李, 張少泉, 王達達, 陳曉云, 陳先富, 李川
【申請人】云南電網公司電力科學研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月2日