CN207946062U - 新型光栅光纤位移传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种新型光栅光纤位移传感器，包括套筒以及设置在套筒中的光栅光纤和压缩机构，所述光栅光纤上套接有两个滑套，滑套的外面套接有一个横穿套筒的管套，管套的外壁两侧分别设置有一个压缩机构，所述压缩机构中的堵板和弹簧座之间连接有弹簧，所述弹簧座的底部对称设置有两个连杆并分别通过铰支座连接在一个滑套上。本实用新型利用压缩机构对光栅光纤施行两侧同时拉伸使其拉伸更均匀，从而提高了检测结果的精确性，延长了光栅光纤的使用寿命；利用两个压缩机构不仅可分别单独进行接触式的检测，还可以将整个装置固定于建筑结构上以同时压缩采集位移，避免了漏检情况。本实用新型设计合理，适合大规模推广。

Description

新型光栅光纤位移传感器

技术领域

本实用新型属于光纤位移传感器技术领域，尤其涉及一种新型光栅光纤位移传感器。

背景技术

建筑行业中的各种桥梁结构的安全性能一直是人们所关注的问题。桥梁结构的梁板裂缝、伸缩缝位移作为最基本的物理量最能够直接反映出桥梁结构的病害程度和运行状态，通过对梁板裂缝和伸缩缝位移的在线实时监测可以较为准确的评估出桥梁结构安全健康状况。光纤位移传感器是近年发展起来的新型位移传感器，具有普通的机械和电子位移传感器所不具备的抗电磁干扰、电绝缘、耐久性好、体积小等优点，因而在位移测量应用中受到高度重视，而且被认为是最具发展潜力的光无源传感器件之一。

目前，人们用在建筑结构的位移测量的光栅光纤位移传感器包括探头、探杆、弹簧和光栅光纤，利用的是将探杆压缩弹簧产生的位移转化为光栅光纤的微位移，并且光栅光纤位移传感器还需要在光纤光栅的尾纤处连接光纤光栅解调仪，通过解调仪，光纤光栅解调仪向光栅光纤发送激光信号，该激光信号在光纤光栅承受拉力的作用时，反射回的波长会发生变化，且波长变化的量与其受到的应变具有直接的线性函数关系，由此可以要求得出相应发的梁板裂缝位移和伸缩缝位移。但是，位移传感器中光栅光纤一般采用的是一端固定、另一端可变化的形式来产生位移，这样的话，光栅光纤两端的受力加载明显不平衡，降低了光栅光纤的使用寿命；另外，在测量一些桥梁结构时需要将位移传感器固定在桥梁结构上，但是一般的位移传感器只配备有一个探杆和一个弹簧用来获取位移，如果探杆的位置正好安装在产生位移的点上时则有可能得不到所要检测的位移，从而忽略了一些安全隐患。

实用新型内容

本实用新型针对上述检测建筑结构的位移传感器所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、灵敏度高且使用寿命长的新型光栅光纤位移传感器。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为，本实用新型提供的新型光栅光纤位移传感器，包括光栅光纤，所述光栅光纤设置在套筒的内部，所述套筒的内部设置有压缩机构，所述压缩机构包括探杆、弹簧和弹簧座，所述探杆上设置有探头，所述光栅光纤上套接有两个滑套，所述滑套的外面套接有一个横穿套筒的管套，所述管套和套筒的连接处设置有堵头，所述管套的外壁两侧分别设置有一个压缩机构，所述压缩机构包括堵板，所述堵板与弹簧的一端相连，所述弹簧的另一端连接在弹簧座上，所述弹簧座的底部对称设置有两个连杆，所述两个连杆分别通过铰支座连接在一个滑套上，所述探杆上设置有固定座并套接于套筒的一端。

作为优选，所述堵头包括左堵头和右堵头，所述右堵头为封闭堵头，所述左堵头为开放堵头并可使光栅光纤通过。

作为优选，所述管套上设置有供铰支座移动的滑道。

作为优选，所述弹簧为拉伸弹簧。

作为优选，所述固定座与探杆以螺纹形式连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，

1、本实用新型提供的新型光栅光纤位移传感器，利用压缩机构采集到的位移对光栅光纤施行两侧同时拉伸，使光栅光纤拉伸更均匀，从而提高了最终得到的位移的精确性，而且提高了光栅光纤的使用寿命；利用两个压缩机构不仅可分别单独进行接触式的检测，还可以将整个装置固定于建筑结构上以同时压缩采集位移，避免了漏检情况，提高了建筑梁结构监测的准确性。本实用新型设计合理、结构简单，适合大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例提供的新型光栅光纤位移传感器的全剖图；

图2为实施例提供的新型光栅光纤位移传感器的外部结构示意图；

以上各图中，1、套筒；2、压缩机构；21、探头；22、探杆；23、弹簧；24、弹簧座；3、堵板；4、光栅光纤；5、滑套；6、管套；61、滑道；7、连杆；8、堵头；81、左堵头；82、右堵头；9、固定座。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例，如图1、图2所示，本实用新型提供的新型光栅光纤位移传感器，包括光栅光纤4，所述光栅光纤4设置在套筒1的内部，所述套筒1的内部设置有压缩机构2，所述压缩机构2包括探杆22、弹簧23和弹簧座24，所述探杆22上设置有探头21。本实用新型通过压缩机构2来采集建筑结构的位移并转化为光栅光纤4的位移，这是光栅光纤位移传感器的基本原理，所述探杆22、探头21、弹簧23、弹簧座24以及光栅光纤4为现有技术比较常用的部件，本实施例在此不再赘述。本实用新型的重点是对光栅光纤4的拉伸方式以及压缩机构2的工作方式做了明显且有益的改进，相应的在结构上也做了改进，以提高位移检测的准确性。

具体地，为了优化光栅光纤4的拉伸方式，本实用新型提供的光栅光纤4上套接有两个滑套5，所述滑套5的外面套接有一个横穿套筒的管套6，所述管套6的外壁设置有压缩机构2，所述压缩机构2包括堵板3，所述堵板3与弹簧23的一端相连，所述弹簧23的另一端连接在弹簧座24上，所述弹簧座24的底部对称设置有两个连杆7，所述两个连杆7分别通过铰支座连接在一个滑套5上，所述管套6上设置有供铰支座移动的滑道61。这样的话，探杆22推动弹簧座24移动，弹簧23拉伸，同时致使连杆7推动滑套5在管套6中做相应的运动，由于滑套5与光栅光纤4固定连接，滑套5的移动使光栅光纤4的两侧同时拉伸，使光栅光纤4拉伸更均匀，从而提高了最终得到的位移的精确性，而且提高了光栅光纤4的使用寿命。

进一步地，为了方便分析光栅光纤4的位移，所述管套6和套筒1的连接处设置有堵头8，所述堵头8包括左堵头81和右堵头82，所述右堵头82为封闭堵头用来固定并封闭光栅光纤4的右端，所述左堵头81为开放堵头并可使光栅光纤4通过以连接光栅光纤解调仪，通过光栅光纤解调仪来分析并得出准确的建筑结构在微观上发生的的位移。

为了优化压缩机构2采集建筑结构的位移的方式，本实用新型提供的管套6的外壁两侧分别设置有一个压缩机构2，所述探杆22上设置有固定座9并套接于套筒1的一端。所述固定座9用来将两个压缩机构固定在建筑结构上，也就是将整个装置固定在被测物体上测量，这样的话，固定座9之间的位移会直接转化为压缩机构2的压缩位移，进而对光栅光纤4进行拉伸，最大程度地避免了压缩机构2压在正好发生位移的点上，从而提高了检测的全面性。另外，在不固定予建筑结构上的情况下，还可以利用两个压缩机构2的探头21分别直接单独进行接触式的检测，拓展了本装置的使用的功能。本实用新型设计合理、结构简单，适合大规模推广。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型光栅光纤位移传感器，包括光栅光纤，所述光栅光纤设置在套筒的内部，所述套筒的内部设置有压缩机构，所述压缩机构包括探杆、弹簧和弹簧座，所述探杆上设置有探头，其特征在于，所述光栅光纤上套接有两个滑套，所述滑套的外面套接有一个横穿套筒的管套，所述管套和套筒的连接处设置有堵头，所述管套的外壁两侧分别设置有一个压缩机构，所述压缩机构包括堵板，所述堵板与弹簧的一端相连，所述弹簧的另一端连接在弹簧座上，所述弹簧座的底部对称设置有两个连杆，所述两个连杆分别通过铰支座连接在一个滑套上，所述探杆上设置有固定座并套接于套筒的一端。

2.根据权利要求1所述的新型光栅光纤位移传感器，其特征在于，所述堵头包括左堵头和右堵头，所述右堵头为封闭堵头，所述左堵头为开放堵头并可使光栅光纤通过。

3.根据权利要求2所述的新型光栅光纤位移传感器，其特征在于，所述管套上设置有供铰支座移动的滑道。

4.根据权利要求3所述的新型光栅光纤位移传感器，其特征在于，所述弹簧为拉伸弹簧。

5.根据权利要求4所述的新型光栅光纤位移传感器，其特征在于，所述固定座与探杆以螺纹形式连接。