CN2938032Y - 一种光纤光栅渗压计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的是一种光纤光栅渗压计。壳体由两部分组成，在两部分壳体之间安装有平膜片，平膜片一侧的壳体上安装有透水石，平膜片上安装有传力杆，平膜片另一侧安装有等强度梁，等强度梁的两侧粘贴有光纤光栅，壳体上带有光纤引出构件。本实用新型利用了光纤光栅的传感特性和周边固支平膜片－等强度梁弹性元件组合的变形特性，具有结构紧凑、长期稳定性好、耐久性好、抗电磁干扰等优点。

Description

一种光纤光栅渗压计

(一)、技术领域

本实用新型涉及的是一种智能监测传感器。具体地说是一种用于渗透水压力和温度同时测量的光纤光栅传感器，属于光纤光栅传感领域。

(二)、背景技术

传统的渗压计不能同时满足稳定性、耐久性、分布式在线数据采集、渗压与温度同时测量等要求。光纤光栅是一种性能优良的传感元件，无论在技术成熟度，还是成本上都已经取得了实质的突破。光纤光栅用于渗压计的主要优点体现在：耐久性好；抗潮湿；不受电磁场干扰，电绝缘性好；既可以实现点测量，也可以实现分布式测量；绝对测量；信号、数据可多路传输，便于与计算机连接，单位长度上信号衰减小；频带宽，信噪比高等。在大坝及公路软基等岩土工程的各项监测中，要求渗压计可以及时准确地观测渗透水压力的变化以及环境温度对渗透水压的影响，也即温度、渗透水压可同时测量。目前关于渗透水压、温度双参量同时测量的光纤光栅渗压计的报道很少，并且未见相关的专利。因此，对光纤光栅进行封装处理后测量渗透水压力及温度影响是光纤光栅应用的一个新的方向。

(三)、发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、布设方便、长期稳定性好、耐久性好、可同时进行渗透水压力与温度监测的光纤光栅渗压计。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括壳体，壳体由两部分组成，在两部分壳体之间安装有平膜片，平膜片一侧的壳体上安装有透水石，平膜片上安装有传力杆，平膜片另一侧安装有等强度梁，等强度梁的两侧粘贴有光纤光栅，壳体上带有光纤引出构件。

本实用新型还可以包括这样一些结构特征：

1、等强度梁的一端通过压板和紧固螺钉固定在壳体上。

2、两部分壳体的连接处有密封胶。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：对渗透水压力进行测量时，渗透水压力均匀地作用于圆形平膜片表面，使平膜片发生挠度弯曲；同时平膜片将均匀压力转化为集中力，通过传力杆作用于等强度梁自由端，使等强度梁发生变形；粘贴在等强度梁上下表面的双光纤光栅与等强度梁协调变形，中心波长发生变化。此时应用光纤光栅解调仪测量其波长，并用事先标定的渗透水压力-波长曲线即可求得渗透水压力值。对于温度补偿，由于该结构采用双光纤光栅差动结构，因此通过分析可知，可以完全实现温度自补偿。同样，对环境温度进行测量时，两根光纤光栅在温度影响下，中心波长发生漂移，此时应用光纤光栅解调仪测量其波长，并用事先标定的温度-波长曲线即可求得环境温度值。

本实用新型的有益效果是，应用光纤光栅测量渗透水压力压力，还具有温度自补偿功能和测量温度的功能。充分利用了光纤光栅耐久性好和稳定性好的特性，具有结构紧凑、传力明确等优点。

(四)附图说明

附图是本实用新型的实施方案的结构示意图。

(五)、具体实施方案

下面结合附图举例对本实用新型作更详细的描述：

其结构组成包括：通过胶粘剂粘结在等强度梁10上下表面的双光纤光栅3，传感器壳体1、光纤引出构件2、压板4、紧固螺钉5、平膜片8、传力杆9和透水石7。壳体由两部分组成，在两部分壳体之间安装有平膜片，平膜片一侧的壳体上安装有透水石，平膜片上安装有传力杆，平膜片另一侧安装有等强度梁，等强度梁的两侧粘贴有光纤光栅，壳体上带有光纤引出构件。等强度梁的一端通过压板和紧固螺钉固定在壳体上。两部分壳体的连接处有密封胶。

本实用新型的产品可以采用这样的方法来制作：首先选用同一批中两根中心波长相同的光纤光栅，使用J133等高性能胶粘剂将两根光纤光栅分别粘结在等强度梁的上下表面，然后将等强度梁用紧固螺钉安装在壳体上，同时进行平膜片、传力杆和壳体的组合，平膜片与壳体之间的接触面上均匀涂抹高耐久性密封胶。在传感器主体和光纤引出构件的螺纹上也均匀涂抹高耐久性密封胶后旋紧螺纹，保证密封，最后连接铠装光缆，这时要注意光纤引出孔也要使用高耐久性密封胶密封。

Claims (3)

1、一种光纤光栅渗压计，壳体由两部分组成，其特征是：在两部分壳体之间安装有平膜片，平膜片一侧的壳体上安装有透水石，平膜片上安装有传力杆，平膜片另一侧安装有等强度梁，等强度梁的两侧粘贴有光纤光栅，壳体上带有光纤引出构件。

2、根据权利要求1所述的光纤光栅渗压计，其特征是：等强度梁的一端通过压板和紧固螺钉固定在壳体上。

3、根据权利要求1或2所述的光纤光栅渗压计，其特征是：两部分壳体的连接处有密封胶。