CN113607195A - 一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光纤光栅传感器技术领域，尤其为一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，包括传感器、收放装置、密封检测装置和连接装置，所述传感器外侧左右两端均固定连接有定位座，所述定位座外侧远离传感器竖直中心线的一端设有收放装置，所述收放装置包括固定架，所述定位座外侧远离传感器竖直中心线的一端滑动连接有固定架，且传感器贯穿固定架，所述传感器与固定架滑动连接，本发明中，通过设置的线轮、调节螺栓和固定架，这种设置配合固定架与传感器及定位座的滑动连接、调节螺栓与滑块的螺旋连接和线轮与固定架的滑动连接，在装置不使用时，方便了装置的收放，最大程度的避免了光纤折断的现象，保证了装置的正常使用，减少了成本的投入。

Description

一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器
技术领域
本发明涉及光纤光栅传感器技术领域，具体为一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器。
背景技术
光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器，光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量，随着社会的不断发展，对于光纤光栅传感器的应用越来越多，光纤光栅传感器的种类也越来越多，但是部分高温环境用光纤光栅应力应变传感器在进行使用前的检测时，不便于确定其外部套管的密封性，不能在其外部套管内充入的惰性气体泄漏时及时提醒工作人员，因为惰性气体泄漏会导致装置内部结构在高温环境下出现快速氧化损坏的现象，从而会导致装置无法正常安装使用，还有就是在装置不使用时不便于对装置进行收放，容易出现光纤折断的现象，影响了装置的正常使用，增加了成本的投入，最后就是在对装置进行使用时，装置与安装座之间的拆装很不方便，从而使得装置的检修很不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，包括传感器、收放装置、密封检测装置和连接装置，所述传感器外侧左右两端均固定连接有定位座，所述定位座外侧远离传感器竖直中心线的一端设有收放装置，所述收放装置包括固定架，所述定位座外侧远离传感器竖直中心线的一端滑动连接有固定架，且传感器贯穿固定架，所述传感器与固定架滑动连接，所述固定架后端转动连接有调节螺栓，且调节螺栓贯穿固定架，所述调节螺栓外侧螺旋连接有滑块，且滑块与固定架滑动连接，所述滑块外侧固定连接有线轮，且线轮贯穿固定架，所述线轮与固定架和传感器左右两侧连接的光纤滑动连接，所述传感器顶端中心位置设有密封检测装置，所述定位座外侧设有连接装置。
优选的，所述固定架外侧底端螺旋连接有固定螺栓，且固定螺栓贯穿固定架，所述固定螺栓与定位座螺旋连接。
优选的，所述固定架外侧远离传感器竖直中心线的一端固定连接有限位板，所述限位板内侧固定连接有垫片，且垫片是由橡胶材质的板材制成的，所述垫片与传感器左右两侧连接的光纤连接头滑动连接。
优选的，所述密封检测装置包括检测箱，所述传感器顶端中心位置滑动连接有检测箱，所述检测箱内侧滑动连接有活塞块，所述活塞块外侧底端固定连接有密封圈，且密封圈与检测箱滑动连接，所述活塞块外侧顶端固定连接有第一弹簧，且第一弹簧的另一端与检测箱固定连接，所述活塞块顶端中心位置滑动连接有控制开关，且控制开关与检测箱固定连接，所述检测箱前端连通有气管，且气管内侧固定连接有阀门。
优选的，所述检测箱底端连通有螺套，且螺套与传感器外侧的套管螺旋连接。
优选的，所述螺套外侧设有垫圈，且垫圈与螺套、检测箱和传感器外侧的套管滑动连接，所述垫圈是由橡胶材质的板材制成的。
优选的，所述连接装置包括安装座，所述定位座外侧滑动连接有安装座，所述安装座内侧顶端固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的另一端固定连接有卡块，所述安装座内侧中心位置螺旋连接有定位螺栓，且定位螺栓贯穿安装座，所述定位螺栓与定位座螺旋连接。
优选的，所述卡块呈半球状设置，且卡块贯穿安装座，所述卡块与安装座和定位座滑动连接，所述定位座前后两侧均开设有卡槽，且卡块靠近定位座的一端在卡槽内滑动，所述定位座底端开设有螺纹槽，且定位螺栓的顶端在螺纹槽内螺旋连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过设置的线轮、调节螺栓和固定架，这种设置配合固定架与传感器及定位座的滑动连接、调节螺栓与滑块的螺旋连接和线轮与固定架的滑动连接，在装置不使用时，方便了装置的收放，最大程度的避免了光纤折断的现象，保证了装置的正常使用，减少了成本的投入；
2、本发明中，通过设置的控制开关、活塞块和第一弹簧，这种设置配合控制开关与活塞块的滑动连接、第一弹簧对活塞块的弹力、活塞块与密封圈的固定连接和检测箱与活塞块及密封圈的滑动连接，在对装置进行连接使用前的检测时，方便了对装置外部套管密封性的确定，从而避免了装置外部套管内惰性气体泄漏导致的装置内部构件在高温环境下出现快速氧化损坏的现象，保证了装置的正常安装使用；
3、本发明中，通过设置的定位螺栓、卡块和安装座，这种设置配合定位座与安装座的滑动连接、第二弹簧对卡块的弹力和定位螺栓与安装座的螺旋连接，使用装置时，方便了传感器与安装座之间的拆装，从而使得传感器的检修更加方便，操作省时省力。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明右侧收放装置的俯视剖视结构示意图；
图3为本发明连接装置的右视剖视结构示意图；
图4为本发明密封检测装置的剖视结构示意图；
图5为本发明安装座的整体结构示意图；
图6为本发明限位板的右视结构示意图；
图7为本发明活塞块的整体结构示意图；
图8为本发明固定架的整体结构示意图。
图中：1-传感器、2-收放装置、201-固定架、202-固定螺栓、203-线轮、204-滑块、205-调节螺栓、206-限位板、207-垫片、3-密封检测装置、301-检测箱、302-螺套、303-垫圈、304-活塞块、305-密封圈、306-第一弹簧、307-控制开关、308-气管、4-定位座、5-连接装置、501-安装座、502-第二弹簧、503-卡块、504-定位螺栓。
具体实施方式
实施例1：
请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，本发明提供一种技术方案：
一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，包括传感器1、收放装置2、密封检测装置3和连接装置5，传感器1外侧左右两端均固定连接有定位座4，定位座4外侧远离传感器1竖直中心线的一端设有收放装置2，收放装置2包括固定架201，定位座4外侧远离传感器1竖直中心线的一端滑动连接有固定架201，且传感器1贯穿固定架201，传感器1与固定架201滑动连接，固定架201外侧底端螺旋连接有固定螺栓202，且固定螺栓202贯穿固定架201，固定螺栓202与定位座4螺旋连接，这种设置方便了固定架201与定位座4之间的连接，固定架201后端转动连接有调节螺栓205，且调节螺栓205贯穿固定架201，调节螺栓205外侧螺旋连接有滑块204，且滑块204与固定架201滑动连接，滑块204外侧固定连接有线轮203，且线轮203贯穿固定架201，固定架201外侧远离传感器1竖直中心线的一端固定连接有限位板206，限位板206内侧固定连接有垫片207，且垫片207是由橡胶材质的板材制成的，垫片207与传感器1左右两侧连接的光纤连接头滑动连接，这种设置方便了对传感器1左右两侧光纤连接头的定位，从而方便了装置的收放，线轮203与固定架201和传感器1左右两侧连接的光纤滑动连接，这种设置在装置不使用时，方便了装置的收放，最大程度的避免了光纤折断的现象，保证了装置的正常使用，减少了成本的投入，传感器1顶端中心位置设有密封检测装置3，密封检测装置3包括检测箱301，传感器1顶端中心位置滑动连接有检测箱301，检测箱301底端连通有螺套302，且螺套302与传感器1外侧的套管螺旋连接，这种设置方便了检测机构与传感器1之间的连接，螺套302外侧设有垫圈303，且垫圈303与螺套302、检测箱301和传感器1外侧的套管滑动连接，垫圈303是由橡胶材质的板材制成的，这种设置保证了检测机构与传感器1连接后的稳定，检测箱301内侧滑动连接有活塞块304，活塞块304外侧底端固定连接有密封圈305，且密封圈305与检测箱301滑动连接，活塞块304外侧顶端固定连接有第一弹簧306，且第一弹簧306的另一端与检测箱301固定连接，活塞块304顶端中心位置滑动连接有控制开关307，且控制开关307与检测箱301固定连接，检测箱301前端连通有气管308，且气管308内侧固定连接有阀门，这种设置在对装置进行连接使用前的检测时，方便了对装置外部套管密封性的确定，从而避免了装置外部套管内惰性气体泄漏导致的装置内部构件在高温环境下出现快速氧化损坏的现象，保证了装置的正常安装使用，定位座4外侧设有连接装置5，连接装置5包括安装座501，定位座4外侧滑动连接有安装座501，安装座501内侧顶端固定连接有第二弹簧502，第二弹簧502的另一端固定连接有卡块503，安装座501内侧中心位置螺旋连接有定位螺栓504，且定位螺栓504贯穿安装座501，卡块503呈半球状设置，且卡块503贯穿安装座501，卡块503与安装座501和定位座4滑动连接，定位座4前后两侧均开设有卡槽，且卡块503靠近定位座4的一端在卡槽内滑动，定位座4底端开设有螺纹槽，且定位螺栓504的顶端在螺纹槽内螺旋连接，这种设置方便了传感器1的拆装操作，操作省时省力，定位螺栓504与定位座4螺旋连接，这种设置在使用装置时，方便了传感器1与安装座501之间的拆装，从而使得传感器1的检修更加方便，操作省时省力。
工作流程：装置内的所有用电器均为外接电源，使用装置时，通过螺套302把检测箱301连接在传感器1外侧顶端中心位置，因为螺套302外侧滑动有橡胶材质的垫圈303，所以检测箱301连接后的密封性很好，然后通过带有阀门的气管308向传感器1外侧的套管内部泵入定量的惰性气体，此时在气压的作用下，活塞块304会不断向上压缩第一弹簧306，然后触发控制开关307，泵好惰性气体后关闭气管308上的阀门，接着把固定架201分别套在传感器1外侧左右两端，最后通过固定螺栓202把固定架201与定位座4连接在一起，完成以上操作后，把传感器1外侧左右两端的光纤缠绕在线轮203外侧，然后接通装置对传感器1进行检测，观察外部控制机构确定控制开关307是否处于触发状态，如果处于触发状态时，说明装置外部套管的密封性较好，套管内部充入的惰性气体没有泄露，如果控制开关307不是触发状态时，说明传感器1外侧的套管内惰性气体出现了泄漏，此时在第一弹簧306的弹力恢复下，活塞块304会带动密封圈305向下滑动，活塞块304不再与控制开关307接触，此时装置无法正常使用，需要对传感器1进行检修或更换，当传感器1可以正常使用时，把安装座501卡在传感器1外侧左右两端的定位座4外侧，此时卡块503会先压缩第二弹簧502，当卡块503复位在定位座4前后两端的卡槽内时，此时完成了传感器1的预固定，然后转动定位螺栓504，使定位螺栓504螺旋连接在定位座4底端的螺纹孔内即可，此时完成了安装座501与传感器1之间的连接，最后通过安装座501把传感器1固定在安装位置即可，当需要对传感器1进行检修时，只需要转动定位螺栓504，使其与定位座4脱离螺旋连接即可直接把传感器1拉动取下，操作简单方便，当完成检修时，复位传感器1即可，在对传感器1进行使用时，先把传感器1左右两侧光纤连接头从限位板206内取下，因为限位板206内固定有橡胶材质的垫片207，所以直接拉动即可将其取下，取下后转动调节螺栓205，此时滑块204会带动线轮203不断向前从固定架201内滑出，当其完全滑出时，把传感器1左右两侧的光纤从线轮203外侧转出，最后复位线轮203即可对其进行连接使用，当拆下装置对装置进行收放时，只需要拆下装置，然后把传感器1左右两侧的光纤复位在线轮203外侧，固定架201内侧，接着把传感器1左右两侧的光纤连接头复位在限位板206内即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，包括传感器（1）、收放装置（2）、密封检测装置（3）和连接装置（5），其特征在于：所述传感器（1）外侧左右两端均固定连接有定位座（4），所述定位座（4）外侧远离传感器（1）竖直中心线的一端设有收放装置（2），所述收放装置（2）包括固定架（201），所述定位座（4）外侧远离传感器（1）竖直中心线的一端滑动连接有固定架（201），且传感器（1）贯穿固定架（201），所述传感器（1）与固定架（201）滑动连接，所述固定架（201）后端转动连接有调节螺栓（205），且调节螺栓（205）贯穿固定架（201），所述调节螺栓（205）外侧螺旋连接有滑块（204），且滑块（204）与固定架（201）滑动连接，所述滑块（204）外侧固定连接有线轮（203），且线轮（203）贯穿固定架（201），所述线轮（203）与固定架（201）和传感器（1）左右两侧连接的光纤滑动连接，所述传感器（1）顶端中心位置设有密封检测装置（3），所述定位座（4）外侧设有连接装置（5）。
2.根据权利要求1所述的一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，其特征在于：所述固定架（201）外侧底端螺旋连接有固定螺栓（202），且固定螺栓（202）贯穿固定架（201），所述固定螺栓（202）与定位座（4）螺旋连接。
3.根据权利要求1所述的一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，其特征在于：所述固定架（201）外侧远离传感器（1）竖直中心线的一端固定连接有限位板（206），所述限位板（206）内侧固定连接有垫片（207），且垫片（207）是由橡胶材质的板材制成的，所述垫片（207）与传感器（1）左右两侧连接的光纤连接头滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，其特征在于：所述密封检测装置（3）包括检测箱（301），所述传感器（1）顶端中心位置滑动连接有检测箱（301），所述检测箱（301）内侧滑动连接有活塞块（304），所述活塞块（304）外侧底端固定连接有密封圈（305），且密封圈（305）与检测箱（301）滑动连接，所述活塞块（304）外侧顶端固定连接有第一弹簧（306），且第一弹簧（306）的另一端与检测箱（301）固定连接，所述活塞块（304）顶端中心位置滑动连接有控制开关（307），且控制开关（307）与检测箱（301）固定连接，所述检测箱（301）前端连通有气管（308），且气管（308）内侧固定连接有阀门。
5.根据权利要求4所述的一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，其特征在于：所述检测箱（301）底端连通有螺套（302），且螺套（302）与传感器（1）外侧的套管螺旋连接。
6.根据权利要求5所述的一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，其特征在于：所述螺套（302）外侧设有垫圈（303），且垫圈（303）与螺套（302）、检测箱（301）和传感器（1）外侧的套管滑动连接，所述垫圈（303）是由橡胶材质的板材制成的。
7.根据权利要求1所述的一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，其特征在于：所述连接装置（5）包括安装座（501），所述定位座（4）外侧滑动连接有安装座（501），所述安装座（501）内侧顶端固定连接有第二弹簧（502），所述第二弹簧（502）的另一端固定连接有卡块（503），所述安装座（501）内侧中心位置螺旋连接有定位螺栓（504），且定位螺栓（504）贯穿安装座（501），所述定位螺栓（504）与定位座（4）螺旋连接。
8.根据权利要求7所述的一种高温环境用光纤光栅应力应变传感器，其特征在于：所述卡块（503）呈半球状设置，且卡块（503）贯穿安装座（501），所述卡块（503）与安装座（501）和定位座（4）滑动连接，所述定位座（4）前后两侧均开设有卡槽，且卡块（503）靠近定位座（4）的一端在卡槽内滑动，所述定位座（4）底端开设有螺纹槽，且定位螺栓（504）的顶端在螺纹槽内螺旋连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114088671A (zh) * 2021-11-11 2022-02-25 河北地质大学 一种水域环境监测用荧光传感器
WO2023155319A1 (zh) * 2022-02-16 2023-08-24 河北地质大学 一种高精度的光纤光栅应力应变传感器
CN118067268A (zh) * 2024-04-19 2024-05-24 湘江实验室 一种光纤温度传感器及其提高稳定性的方法

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