專利名稱：滑線式光纖應(yīng)力變形傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
滑線式光纖應(yīng)力變形傳感器是應(yīng)力與變形測(cè)量的傳感器件，適用于復(fù)雜和危險(xiǎn)測(cè)量環(huán)境，特別適用于石油化工、建筑工程、水利工程、采礦工程和地質(zhì)災(zāi)害防治的安全監(jiān)測(cè)和工程質(zhì)量評(píng)價(jià)。
目前，對(duì)測(cè)量環(huán)境的變形與應(yīng)力的手段很多。如電磁式、電阻式、電容式、電感式、鋼弦式的應(yīng)力計(jì)和變形計(jì)，但其多數(shù)不能滿足測(cè)量環(huán)境的要求，如對(duì)潮濕環(huán)境往往失效，更難于進(jìn)行水下監(jiān)測(cè)，又因調(diào)制與傳輸為電信號(hào)，易受到干擾和傳輸衰減，難于作工程遙測(cè)和監(jiān)測(cè)聯(lián)網(wǎng)，在易燃易爆環(huán)境下，如煤礦、石化工程要作特殊防護(hù)，因此，用上述手段測(cè)量其可靠性，安全性、長(zhǎng)期性和經(jīng)濟(jì)性均存在許多難于解決的問題。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的滑線式光纖應(yīng)力變形傳感器，它不僅適用于各種復(fù)雜和危險(xiǎn)的測(cè)量環(huán)境，而且具有微型化，靈敏度高、量程大和適應(yīng)于長(zhǎng)時(shí)效監(jiān)測(cè)的要求。易于進(jìn)行傳感器列陣與聯(lián)網(wǎng)，用微機(jī)作數(shù)據(jù)采集與分析。易于作工程的大范圍監(jiān)測(cè)并快速進(jìn)行信息反饋。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，由光纖和一對(duì)三角齒齒板構(gòu)成傳感器傳感元件，光纖穿越固定齒板和滑動(dòng)齒板，兩齒板的齒將光纖咬臺(tái)，在外界變形和應(yīng)力的作用下，滑動(dòng)齒板平行固定齒板沿光纖軸向滑動(dòng)，使光纖產(chǎn)生微彎曲率變化，以改變光纖的光泄漏，使其傳輸光強(qiáng)度受到調(diào)制，建立光強(qiáng)度變化與外界作用力或變形的關(guān)系，即可從光纖傳導(dǎo)光強(qiáng)度變化信息，測(cè)量出作用的力學(xué)量的大小，由于其中一塊齒板采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，可以從光衰減的模式判斷作用應(yīng)力或變形的方向。
由于采用以上設(shè)計(jì)，傳導(dǎo)光強(qiáng)度變化與力學(xué)量的關(guān)系具有良好的線性度和大的變化范圍(測(cè)量量程)，還可保障測(cè)試的可重復(fù)性。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為傳感元件的結(jié)構(gòu)示意圖1-傳動(dòng)桿2-外殼3-回位彈簧4-滑動(dòng)齒板5-固定齒板6-增滑墊片 7-調(diào)節(jié)螺絲8-光纖導(dǎo)管9-入射光纖10-出射光纖當(dāng)外界有一位移或作用力推動(dòng)傳動(dòng)桿1時(shí)，傳動(dòng)桿推動(dòng)活動(dòng)齒板4平行固定齒板6沿光纖9 10滑動(dòng)，被活動(dòng)齒板4和固定齒板5咬合的光纖9、10，微彎程度由調(diào)節(jié)螺絲7調(diào)整，在齒板4的滑動(dòng)過程中，光纖9、10的曲率發(fā)生變化，使光纖9、10中的傳導(dǎo)光強(qiáng)受到調(diào)制，傳動(dòng)桿測(cè)量后的復(fù)位由彈簧3控制，固定齒板6固定在外殼2上，入射光纖9和出射光纖10通過光纖聯(lián)接柱從光纖導(dǎo)管8引出后，與外界光纜作無源聯(lián)接，分別通向光源和光功率計(jì)，從光強(qiáng)度變化的檢測(cè)，測(cè)定力學(xué)量的變化，整體結(jié)構(gòu)的金屬部分，均采用不銹鋼和黃銅。
權(quán)利要求1.一種滑線式光纖應(yīng)力變形傳感器，其特征在于入射光纖(9)、出射光纖(10)穿過固定齒板(6)和滑動(dòng)齒板(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于穿越固定齒板(6)和滑動(dòng)齒板(4)的入射光纖(9)、出射光纖(10)、被固定齒板(6)和滑動(dòng)齒板(4)咬合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于固定齒板(6)齒形為非對(duì)稱三角形，滑動(dòng)齒板(4)齒形為對(duì)稱(等腰)三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于滑動(dòng)齒板(4)平行固定齒板(6)沿入射光纖(9)軸向滑動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于固定齒板(6)和滑動(dòng)齒板(4)對(duì)入射光纖(9)出射光纖(10)的咬合彎曲曲率由調(diào)節(jié)螺絲(7)調(diào)整。
專利摘要本實(shí)用新型采用光纖和一對(duì)齒板作為傳感器元件,其入射光纖(9),出射光纖(10)穿過固定齒板(5)和滑動(dòng)齒板(4)。它具有微型化、靈敏度高,量程大和適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)效監(jiān)測(cè),易于進(jìn)行傳感器列陳與聯(lián)網(wǎng),適用于復(fù)雜和危險(xiǎn)的測(cè)量環(huán)境。
文檔編號(hào)G01N21/84GK2424462SQ0023012
公開日2001年3月21日 申請(qǐng)日期2000年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月9日
發(fā)明者劉雄 申請(qǐng)人:劉雄