專利名稱：用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器，特別涉及一種用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器。
背景技術：
光纖光柵彎曲傳感器與傳統(tǒng)的電類傳感器相比有很多優(yōu)點，如無源無電，質量輕，體積小，在戶外安裝使用，抗強電磁干擾，信號傳輸距離遠，可實現(xiàn)多點分布式測量，因此，在傳感領域倍受關注。由于我國是一個山地大國，崩塌、滾石等自然災害長期以來對鐵路運輸帶來了巨大的損失和安全威脅。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，列車在不斷提速，當列車在高速運行時，一旦有滾石等異物侵入鐵路限界，如果列車司機不能及時發(fā)現(xiàn)險情，容易造成嚴重的列車脫軌事故，甚至造成巨大的災難。安裝在鐵路沿線兩側的被動柔性防護網(wǎng)，由于具有足夠 的強度和柔性，常用來攔截滾石等異物入侵鐵路限界，通過在被動柔性防護網(wǎng)的上支撐繩安裝光纖光柵彎曲傳感器，可以監(jiān)測防護網(wǎng)滾石沖擊下的變形大小，從而判斷入侵滾石的沖擊能量的大小以及沖擊后防護網(wǎng)的狀態(tài)，為鐵路沿線的安全監(jiān)測系統(tǒng)提供基本數(shù)據(jù)。Yong-Sen Yu在其發(fā)表的“Bead Sensor Using an Embedded Etched Fiber BraggGrating ”一文中提出，利用光功率計來測量嵌入在梁中的光纖光柵的反射功率來測量梁的曲率，該傳感器體積小，成本低，不受溫度的影響，但是該傳感器采用光功率計進行測量，測量信號易受到光強度波動的影響。趙士剛等人提出一種基于四芯光纖的彎曲傳感器(參看文獻“四芯光纖彎曲傳感器”，來自期刊《光學學報》，2006年7月，26卷第7期)，該傳感器采用一段四芯光纖作為敏感單元，四個纖芯作為一個四光束干涉儀，在光纖出射端遠場形成周期分布的干涉格子，利用格子光場的移動來測量彎曲曲率半徑，該傳感器信號的識別困難，不適用于儀器的實時監(jiān)測，而且光源和探測分別布置在光纖兩端，測量不方便。林巧等人所研究出的基于邁克爾遜干涉的光纖彎曲傳感器(參看文獻“基于邁克爾遜干涉的光纖彎曲傳感器”，來自期刊《光子學報》，2011年，40卷第2期)，將兩根光纖組成的光纖帶固定于彈性彎曲結構上產(chǎn)生邁克爾遜干涉信號，用光纖折射率匹配液填充微型腔，采用相位生成載波技術對相位干涉信號進行調制和解調，實現(xiàn)對曲率的測量，該傳感器體積小，質量輕，分辨率高，但是測量系統(tǒng)復雜，不適合于多點分布式測量。專利號為200510024426. I的中國專利“同時測量彎曲曲率和彎曲方向的彎曲傳感器”，采用方法是將單模光纖分別將三個長周期光纖光柵相互級聯(lián)，其中兩個長周期光纖光柵對彎曲最敏感方向相互交叉45度夾角，該傳感器具有體積小，成本低，易埋入被測工程結構等特點，但是該傳感器結構復雜，制造困難，不適用于惡劣的戶外環(huán)境。專利號為CN 101424509A的中國專利“彎曲傳感器”，通過將多個應變敏感元件布置在基部構件的一個側面上的寬度方向上的不同位置處并且被布置在基部構件的厚度方向上的兩個以上的不同位置來實現(xiàn)對彎曲的測量，由于該傳感器的應變敏感元件采用的是電阻應變片，因此該結構不具備抗電磁干擾、耐腐蝕，多點分布式測量的能力。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，靈敏度高，抗強電磁干擾，而且測量信號可靠。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案如下本實用新型本實用新型用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，其特征是它包括塑料棒和周向相隔120度固定設置于其上的三路光纖，該三路光纖各連接有兩個分別接近塑料棒兩端處的光纖光柵。本實用新型的有益效果是，靈敏度高，抗強電磁干擾，耐腐蝕，可在戶外環(huán)境中使用，實現(xiàn)多點分布式測量；測量信號可靠，傳輸距離遠，便于構建遠程安全監(jiān)測系統(tǒng)；采用差動的方式進行溫度補償，消除的溫度對彎曲的測量的影響，同時提高了測量靈敏度。
本說明書包括如下兩幅附圖圖I是用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器的斷面圖；圖2是用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器結構示意圖。圖中示出零部件、部位名稱及所對應的標記塑料棒10、光纖11、光纖12、光纖13、光纖光柵14、管接頭15。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。參照圖I和圖2，本實用新型用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，它包括塑料棒10和周向相隔120度固定設置于其上的三路光纖11、12、13，該三路光纖
11、12、13上各連接有兩個分別接近塑料棒10兩端處的光纖光柵14。。參照圖1，通常，所述塑料棒10的外圓周面上周向相隔120度開設有三條凹槽，三路光纖11、12、13各粘接固定于其中一條凹槽內，凹槽由膠黏劑填充。所述塑料棒10 —端安裝有管接頭15，用來保護光纖11、12、13引出的尾纖。本實用新型固定于柔性防護網(wǎng)的上支撐繩上。塑料棒上布置的光纖光柵可以測得塑料棒的彎曲曲率，從而得到塑料棒的彎曲形狀。再根據(jù)塑料棒的彎曲變形大小來得到防護網(wǎng)在滾石沖擊作用下的變形大小。與現(xiàn)有技術相比具有如下突出特點靈敏度高，抗強電磁干擾，耐腐蝕，可在戶外環(huán)境中使用，實現(xiàn)多點分布式測量；測量信號可靠，傳輸距離遠，便于構建遠程安全監(jiān)測系統(tǒng)；采用差動的方式進行溫度補償，消除的溫度對彎曲的測量的影響，同時提高了測量靈敏度。以上所述只是用圖解說明本實用新型用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器的一些原理，并非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本實用新型所申請的專利范圍。
權利要求1.用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，其特征是它包括塑料棒(10)和周向相隔120度固定設置于其上的三路光纖(11、12、13)，該三路光纖(11、12、13)各連接有兩個分別接近塑料棒(10)兩端處的光纖光柵(14)。
2.如權利要求I所述用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，其特征是所述塑料棒(10)的外圓周面上周向相隔120度開設有三條凹槽，三路光纖(11、12、13)各粘接固定于其中一條凹槽內。
3.如權利要求2所述用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，其特征是所述塑料棒(10) —端安裝有管接頭(15)。
專利摘要用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，靈敏度高，抗強電磁干擾，而且測量信號可靠。它包括塑料棒(10)和周向相隔120度固定設置于其上的三路光纖(11、12、13)，該三路光纖(11、12、13)各連接有兩個分別接近塑料棒(10)兩端處的光纖光柵(14)。
文檔編號G01B11/16GK202692951SQ20122036439
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權日2012年7月26日
發(fā)明者褚宇光, 王智猛, 李安洪, 魏永幸, 賴紫輝, 張東生, 戴玉堂 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司