CN201155966Y - 光纤光栅位移计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光纤光栅位移计，涉及工程量具，包括光纤、钢丝绳、套管及其两端的端堵，一端堵上设有光纤入口及固定杆接口、另一端堵上设有光纤出口及钢丝绳出口，套管内部顺次设有相互连接的固定压块、应变梁及安装座，固定压块两侧的应变梁上分别粘贴有应变光栅和温补光栅，光纤由光纤入口伸入、并经应变梁上的应变光栅和温补光栅、由光纤出口伸出，钢丝绳一端连接在应变梁上、另一端伸出钢丝绳出口。本实用新型自身具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离较远、可靠性好、测量范围大、测量精度高的优点，另外还具有不同量程的灵活扩展性。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程量具，特别涉及一种光纤光栅位移计，用于监测建筑结构裂缝或接缝的开合度、及建筑基础或道路基础的土体沉降量。
背景技术
目前，监测建筑结构的位移变形常采用的量具是电子传感器，例如民用建筑、水利工程的结构裂缝或接缝的开合度，及建筑基础或公路铁路路基填土或其他类似结构的土体沉降量均是通过测量位移变形得到的，由于电子传感器自身存在抗雷击性能差、抗电磁干扰性能差、测量距离较近的缺陷，故造成了可靠性差、测量范围小、测量精度不高的问题。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离较远的光纤光栅位移计，具有可靠性好、测量范围大、测量精度高的优点。
为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：一种光纤光栅位移计，包括光纤、钢丝绳、套管及其两端的端堵，一端堵上设有光纤入口及固定杆接口、另一端堵上设有光纤出口及钢丝绳出口，套管内部顺次设有相互连接的固定压块、应变梁及安装座，固定压块两侧的应变梁上分别粘贴有应变光栅和温补光栅，光纤由光纤入口伸入、并经应变梁上的应变光栅和温补光栅、由光纤出口伸出，钢丝绳一端连接在应变梁上、另一端伸出钢丝绳出口。本实用新型利用光栅、光纤通过对应变梁表面的应变测量实现对钢丝绳拉伸位移的精确测量。光栅光纤本身具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离较远的优点，另外温补光栅具有温度补偿功能，因此本实用新型具有可靠性好、测量范围大、测量精度高的特点。
为了方便改变外力的方向，所述套管内部的钢丝绳与应变梁之间设有定滑轮。
所述定滑轮为U槽轴承。
为了实现不同量程的灵活扩展，所述钢丝绳出口外接弹簧管转接头。通过改变弹簧管转接头内所挂接弹簧的长度实现了不同量程的转变，使产品更容易实现系列化。
本实用新型的有益效果是：相比现有技术，本实用新型自身具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离较远、可靠性好、测量范围大、测量精度高的优点，另外还具有不同量程的灵活扩展性。
附图说明
图1是本实用新型主剖视图；
图2是本实用新型剖开套管的俯视图。
图中：1光纤入口、2固定杆接口、3光纤、4温补光栅、5固定压块、6应变光栅、7定滑轮、8弹簧管转接头、9钢丝绳、10应变梁、11安装座、12套管、13密封胶圈、14端堵、15钢丝绳出口、16光纤出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。
如图1-2所示的一种光纤光栅位移计，包括光纤3、钢丝绳9、套管12及其两端的端堵14，端堵14与套管12之间设有密封胶圈13。其中，一端堵14上设有光纤入口1及固定杆接口2、另一端堵14上设有光纤出口16及钢丝绳出口15。套管12内部设有应变梁10，应变梁10上部设有固定压块5、下部设有安装座11。应变梁10上的固定压块5一侧粘接有应变光栅6。由于实际应用中不可避免会产生温度的变化，而温度的变化会直接导致测量的数值产生飘移，为了修正温度的影响，在应变梁10的固定压块5的另一侧粘接了一支性能与应变光栅6完全相同的温补光栅4。由于固定压块5和安装座11的共同作用，使应变梁10在力F作用时，只有应变光栅6处会有变形并且此变形被应变光栅6完全感知，而温补光栅4一端并不受拉力F的影响。当环境温度变化时，应变光栅6及温补光栅4受到温度的影响完全相同。这样一来，应变光栅6即受温度影响，同时又受拉力F的影响；而温补光栅4只单纯的受温度影响；故用应变光栅6的测量值减掉温补光栅4的测量值的计算方法去除温度影响，从而实现了自动温度补偿，使本实用新型在测量时不受外界环境温度的影响，使位移的测量更为准确，精度可以达到0.1％FS。光纤3由光纤入口1伸入、并经应变梁10上的应变光栅6和温补光栅4、由光纤出口16伸出。钢丝绳9一端连接在应变梁10上、另一端绕过定滑轮7伸出钢丝绳出口15及弹簧管转接头8。不同量程的位移计可以通过改变弹簧管转接头8内所挂弹簧的长度来实现，使产品更容易实现系列化。
本实用新型的工作原理：如图1所示，弹簧管转接头8内的弹簧与钢丝绳9相连，在外力F的作用下弹簧被拉动不同长度，通过钢丝绳9及定滑轮7使力F作用于弹性应变梁10上，应变梁10在力F的作用下发生弯曲变形，应变梁10所产生的变形被粘在其上的应变光栅6所感知，应变光栅6将感知到的变形量的大小通过光纤3把信号传送至远端的光栅分析仪，通过光栅分析仪对不同波长光信号的分析就可以知道弹簧所拉伸的长度，从而实现位移的测量。
本实用新型自身具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离较远、可靠性好、测量范围大、测量精度高的优点，另外还具有不同量程的灵活扩展性。
以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种光纤光栅位移计，其特征在于：包括光纤、钢丝绳、套管及其两端的端堵，一端堵上设有光纤入口及固定杆接口、另一端堵上设有光纤出口及钢丝绳出口，套管内部顺次设有相互连接的固定压块、应变梁及安装座，固定压块两侧的应变梁上分别粘贴有应变光栅和温补光栅，光纤由光纤入口伸入、并经应变梁上的应变光栅和温补光栅、由光纤出口伸出，钢丝绳一端连接在应变梁上、另一端伸出钢丝绳出口。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅位移计，其特征在于：所述套管内部的钢丝绳与应变梁之间设有定滑轮。
3.根据权利要求2所述的光纤光栅位移计，其特征在于：所述定滑轮为U槽轴承。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的光纤光栅位移计，其特征在于：所述钢丝绳出口外接弹簧管转接头。
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2008
- 2008-02-25 CN CNU2008200791826U patent/CN201155966Y/zh not_active Expired - Lifetime
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Assignee: Geokon Instruments (Beijing) Co., Ltd. Assignor: Beijing Jikang Technology Co., Ltd. Contract fulfillment period: 2008.11.26 to 2013.12.31 Contract record no.: 2008110000199 Denomination of utility model: Novel surface-mounted FBG (fiber bragg grating) displacement meter with adjustable measurement range Granted publication date: 20081126 License type: Exclusive license Record date: 20081212 |
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