一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器制造技術

一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，屬傳感器設計和生產技術領域。其特點是,一體化應變單元是軸向有通孔的圓柱體，近兩端部對稱地各有用于固定安裝座的螺紋；在內側有防水密封圈凹槽環繞；在兩端螺紋中部各有垂直軸芯的螺孔，有固定螺釘緊壓毛細鋼管；在細管中橫穿著與毛細鋼管粘結一起的光纖尾纖；在圓柱體中心兩側挖去長方體，形成長方體通孔；在長方體通孔兩側中部區，有同方向的上下交錯的垂向凹凸溝槽，光纖的光柵處溝糟中，整體構成一體化應變單元的雙翼彈性梁結構；一體化應變單元處在外保護管之內。實施本實用新型專利技術后，一體化應變單元可由一根金屬棒整體加工完成，加工方便，同軸度好，精度高，零件少，易于裝配，便于生產。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

屬傳感器
，確切地說是涉及用于物聯網中的光纖光柵應變傳感器的設計和生產技術。
技術介紹
光纖光柵應變傳感器以其I)線性好(R>0. 99999) ; 2)可動態測量；3)運用波長編碼，可進行串聯，易于構建中、大型傳感網絡；4)無電探測，本質防爆；5)耐水防腐；6)耐疲勞性好；等諸多優點，在近十年來，越來越多地應用于土木工程及其相關領域。在長期測量方面，大有取代傳統應變傳感器之趨勢。目前，光纖光柵應變傳感器按外部形狀主要分為I)裸纖式；2)片式；3)管式。 裸纖式結構是直接將光纖光柵粘貼于被測物體，為粗放式應用，無法標定，與現場粘貼情況密切相關，不易控制，且易損壞；片式結構是將光纖粘貼于薄片上，再粘貼或焊于被測物，標定困難，需要外加保護；管式結構吸取了傳統應變傳感器的優點，外加保護管，更為健壯，不易損壞，標定方便，易于標準化生產。已有的管式光纖光柵應變傳感器按其內部應變單元結構亦可分為I)直接應變梁式；2)拉弦式；中國專利200420009255. 6光纖光柵或光纖應變傳感頭及其應變測量系統是直接應變梁式的代表；中國專利200420021044. 4開槽結構彈性體光纖光柵應變傳感頭和中國專利200910057637.3 —種光纖應變敏感結構及其制造方法是拉弦式的代表。上述兩種應變單元結構都是由兩端安裝固定部分和中間應變彈性梁兩部分組成。I)中，將光纖光柵直接粘貼于彈性梁上，隨其應變，從而感知外部應變；2)中，則將光纖光柵兩端張拉固定在彈性梁兩端，光纖光柵懸置其中，隨彈性梁的應變，從而感知外部應變。上述(2)拉弦式結構在線性方面明顯優于I)直接應變梁式結構；然而，已有的由拉弦式結構設計制作的光纖光柵應變傳感器存在如下缺點(I)中國專利200420009255. 6中，光纖光柵兩端直接粘貼在彈性梁兩側，此類方式與梁體粘接面積小，易發生蠕變；(2)中國專利200910057637. 3中，安裝固定部分和中間彈性梁部分為分體設計，導致零件多，需要二次裝配調校，較為繁瑣，生產周期長，影響生產效率，且調校精度差。
技術實現思路
本技術提供一種便于生產，方便安裝使用，又能防水、防腐結構的一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器。本技術采取的技術方案是一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，包含一體化應變單元，其方案是一體化應變單元是軸向有通孔的圓柱體，在圓柱體的近兩端部，對稱地各有用于固定安裝座的螺紋；在緊靠螺紋的內側，有用于嵌入防水密封圈的凹槽環繞；在兩端螺紋中部各有垂直軸芯的螺孔；所述垂直軸芯的螺孔，有著擰入的固定螺釘緊壓處在通孔中的毛細鋼管；所述毛細鋼管為帶軸向通孔的細管，細管的橫截面近中部有一穿壁的注膠小孔，在細管中橫穿著與毛細鋼管粘結一起的光纖尾纖；從毛細鋼管一端穿出的光纖，通過固定連接頭與處在保護尾套內的光纖保護尾纜相接；在圓柱體中心兩側挖去長方體，形成長方體通孔；在長方體通孔兩側中部區，有同方向的上下交錯的垂向凹凸溝槽，光纖的光柵處溝糟中，整體構成一體化應變單元的雙翼彈性梁結構；一體化應變單元處在外保護管之內。本技術的積極效果是實施本技術后，由于采用一體化的應變單元設計，所加工的應變單元零件可由一根金屬棒整體加工完成或精密鑄造完成，加工方便；也由于一體化，光纖固定同軸度好，保證器件性能更佳，且后續裝配效率高。同時零件少，易于裝配，便于生產，真正實現一體化的應變單元結構生產和使用。附圖說明圖I、為本技術的結構示意圖， 圖2、為一體化應變單元，圖3、兩端為長螺紋的一體化應變單元，圖4、一種安裝座結構，圖5、U字形安裝座結構。具體實施方式現結合附圖對本技術作進一步說明，一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，包含一體化應變單元4，其結構是一體化應變單元是軸向有通孔的圓柱體，在圓柱體的近兩端部，對稱地各有用于固定安裝座(6，11)的螺紋；在緊靠螺紋的內側，有用于嵌入防水密封圈10的凹槽環繞；在兩端螺紋中部各有垂直軸芯的螺孔；所述垂直軸芯的螺孔，有著擰入的固定螺釘(5，12)緊壓處在通孔中的毛細鋼管(7，13);所述毛細鋼管為帶軸向通孔的細管，細管的橫截面近中部有一穿壁的注膠小孔，在細管中橫穿著與毛細鋼管粘結一起的光纖尾纖；從毛細鋼管一端穿出的光纖，通過固定連接頭3與處在保護尾套2內的光纖保護尾纜I相接；在圓柱體中心兩側挖去長方體，形成長方體通孔15 ;在長方體通孔兩側中部區，有同方向的上下交錯的垂向凹凸溝槽16，光纖的光柵9處溝糟中，整體構成一體化應變單元的雙翼彈性梁結構；一體化應變單元4處在外保護管8之內。所述的通孔，是橫截面為V字型的通孔14，或橫截面為倒梯形的通孔，或橫截面為圓型的通孔；所述V字型的通孔，其尖底所處位置，是使處V谷中的毛細鋼管處于軸中心。所述的雙翼彈性梁結構，或去掉一側，即簡化為單翼彈性梁結構。所述的安裝座，是中部帶有螺孔的任意形狀的環形塊，所述任意形狀是圓形、半圓形、長方形、梯形，如圖4 ;或者安裝座是一橫置的U字形安裝架，如圖5其開口寬度為銑扁的圓柱體寬度，圓柱體由U字形開口置入，并由兩端螺母緊固。圖2和圖3分別與所述的安裝座的兩種形狀圖4和圖5相對應。圖2采用圖4安裝座，適用于埋入式和直接焊接式或粘結式應用；圖3兩端為長螺紋，且采用圖5安裝座，適用于表面安裝可調式應用。權利要求1.一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，包含一體化應變單元(4)，其特征是一體化應變單元是軸向有通孔的圓柱體，在圓柱體的近兩端部，對稱地各有用于固定安裝座(6，11)的螺紋；在緊靠螺紋的內側，有用于嵌入防水密封圈(10)的凹槽環繞；在兩端螺紋中部各有垂直軸芯的螺孔；所述垂直軸芯的螺孔，有著擰入的固定螺釘(5，12)緊壓處在通孔中的毛細鋼管(7，13);所述毛細鋼管為帶軸向通孔的細管，細管的橫截面近中部有一穿壁的注膠小孔，在細管中橫穿著與毛細鋼管粘結一起的光纖尾纖；從毛細鋼管一端穿出的光纖，通過固定連接頭(3)與處在保護尾套(2)內的光纖保護尾纜(I)相接；在圓柱體中心兩側挖去長方體，形成長方體通孔(15);在長方體通孔兩側中部區，有同方向的上下交錯的垂向凹凸溝槽(16)，光纖的光柵(9)處溝糟中，整體構成一體化應變單元的雙翼彈性梁結構；一體化應變單元(4)處在外保護管(8)之內。2.根據權利要求I所述的一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，其特征是所述的通孔，是橫截面為V字型的通孔(14)，或橫截面為倒梯形的通孔，或橫截面為圓型的通孔；所述V字型的通孔，其尖底所處位置，是使處V谷中的毛細鋼管處于軸中心。3.根據權利要求I所述的一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，其特征是所述的雙翼彈性梁結構，或去掉一側，即簡化為單翼彈性梁結構。4.根據權利要求I所述的一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，其特征是所述的安裝座，是中部帶有螺孔的任意形狀的環形塊，所述任意形狀是圓形、半圓形、長方形、梯形；或者安裝座是一橫置的U字形安裝架，其開口寬度為銑扁的圓柱體寬度，圓柱體由U字形開口置入，并由兩端螺母緊固。專利摘要一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，屬傳感器設計和生產
其特點是,一體化應變單元是軸向有通孔的圓柱體，近兩端部對稱地各有用于固定安裝座的螺紋；在內側有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一體化應變單元的光纖光柵應變傳感器，包含一體化應變單元（4），其特征是：一體化應變單元是軸向有通孔的圓柱體，在圓柱體的近兩端部，對稱地各有用于固定安裝座（6，11）的螺紋；在緊靠螺紋的內側，有用于嵌入防水密封圈（10）的凹槽環繞；在兩端螺紋中部各有垂直軸芯的螺孔；所述垂直軸芯的螺孔，有著擰入的固定螺釘（5，12）緊壓處在通孔中的毛細鋼管（7，13）；所述毛細鋼管為帶軸向通孔的細管，細管的橫截面近中部有一穿壁的注膠小孔，在細管中橫穿著與毛細鋼管粘結一起的光纖尾纖；從毛細鋼管一端穿出的光纖，通過固定連接頭（3）與處在保護尾套（2）內的光纖保護尾纜（1）相接；在圓柱體中心兩側挖去長方體，形成長方體通孔（15）；在長方體通孔兩側中部區，有同方向的上下交錯的垂向凹凸溝槽（16），光纖的光柵（9）處溝糟中，整體構成一體化應變單元的雙翼彈性梁結構；一體化應變單元（4）處在外保護管（8）之內。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韋春龍，
申請(專利權)人：韋春龍，
類型：實用新型
國別省市：