一種光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種基于光纖光柵技術(shù)的剪切應(yīng)變傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖光柵傳感器是用光纖光柵制成的一種新型光纖傳感器，通過(guò)檢測(cè)寫(xiě)入光纖內(nèi)部的光柵反射或透射布拉格波長(zhǎng)光譜，實(shí)現(xiàn)被測(cè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和溫度量值的絕對(duì)測(cè)量。它具有靈敏度高，體積小，耐腐蝕，抗電磁輻射，光路可彎曲，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)“傳”和“感”的合二為一。因此，近年來(lái)它在許多工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]在復(fù)合材料層面、混凝土 /巖石交界面、混凝土 /鋼結(jié)構(gòu)交界面、新老混凝土交界面、碾壓混凝土層面以及節(jié)理巖體的剪切破壞特性時(shí)需要量測(cè)其剪切應(yīng)變。目前很多剪切試驗(yàn)采用的是傳統(tǒng)的位移計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)處理后得到層面的剪切應(yīng)變，直接用于測(cè)量層面剪切應(yīng)變的傳感器有待于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可以量測(cè)結(jié)構(gòu)層面剪切應(yīng)變的光纖光柵剪切應(yīng)變計(jì)，通過(guò)光纖光柵應(yīng)變傳感器兩端剛性?shī)A持裝置將結(jié)構(gòu)層面剪切應(yīng)變傳遞到光纖光柵應(yīng)變傳感器兩端，利用光纖傳感器的高靈敏度提高剪切應(yīng)變的測(cè)量精度，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)剛性?shī)A持器的長(zhǎng)度量測(cè)不同層面厚度的剪切應(yīng)變。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:該光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器包括光纖光柵應(yīng)變傳感器、固定支座、帶有刻度的剛性?shī)A持器和調(diào)節(jié)螺栓；所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器包括光纖光柵、鋼管、夾持部件和支座；光纖光柵置于鋼管中，采用環(huán)氧樹(shù)脂膠將光纖光柵兩端與夾持部件固定，夾持部件和鋼管間保持自由滑動(dòng)；夾持部件通過(guò)支座支撐；光纖光柵應(yīng)變傳感器兩端的支座分別固定在上下兩個(gè)帶有刻度的剛性?shī)A持器上，兩帶有刻度的剛性?shī)A持器分別位于光纖光柵應(yīng)變傳感器兩側(cè)，并與光纖光柵應(yīng)變傳感器垂直；剛性?shī)A持器和固定支座之間采用螺栓連接，通過(guò)調(diào)節(jié)剛性?shī)A持器伸出長(zhǎng)度適應(yīng)不同層面厚度間的剪應(yīng)變的測(cè)量。
[0006]本發(fā)明的效果和益處是提出了一種層面剪切應(yīng)變傳感器填補(bǔ)了層面剪切應(yīng)變測(cè)量?jī)x器的空白，該剪切應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、具有良好的穩(wěn)定性。該傳感器可以通過(guò)調(diào)劑剛性?shī)A持器的長(zhǎng)度來(lái)測(cè)量不同結(jié)構(gòu)層面厚度的剪切應(yīng)變，而且傳感器通過(guò)金屬固定支座I安裝在結(jié)構(gòu)上，金屬受力支座可以根據(jù)測(cè)量結(jié)構(gòu)的不同而更換不同的形狀，可以實(shí)現(xiàn)粘接、焊接、螺栓連接等不同安裝方法。該光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器通過(guò)量測(cè)結(jié)構(gòu)層面上下表面之間的相對(duì)變形間接地測(cè)量層面的剪切應(yīng)變，利用光纖光柵應(yīng)變傳感器的自身性質(zhì)提高了傳感器的應(yīng)變靈敏度系數(shù)，不受材料的影響，可以根據(jù)實(shí)際需求通過(guò)改變器件尺寸進(jìn)行調(diào)整，能夠適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)層面剪切應(yīng)變的測(cè)量，可以廣泛適用碾壓混凝土層面、混凝土/鋼板接觸面、巖石/混凝土接觸面、巖石裂隙、巖石斷層、復(fù)合材料層面以及新老混凝土交界面等各種層面剪切應(yīng)變的測(cè)量中。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器示意圖。
[0008]圖2是光纖光柵應(yīng)變傳感器件放大示意圖。
[0009]圖中:I固定支座；2調(diào)節(jié)螺栓；3剛性?shī)A持器；4光纖光柵應(yīng)變傳感器；5光纖；6光纖光柵；7鋼管；8夾持部件；9支座。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0011]本發(fā)明提出的光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器示意圖如附圖1所示，其中所涉及的光纖光柵應(yīng)變傳感器件示意圖如附圖2所示。
[0012]光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器的具體做法是，1、將夾持部件8和支座9固定；2、將光纖光柵應(yīng)變傳感器6放在1.2mm的鋼管7中；3、套入1.5mm的鋼管夾持部件8，使用精密光纖調(diào)整架調(diào)整光纖光柵應(yīng)變傳感器6位置，使光纖光柵應(yīng)變傳感器6兩端處于夾持部件8的中央部位；4、灌入環(huán)氧樹(shù)脂膠膠黏劑將光纖光柵應(yīng)變傳感器6兩端件固定在夾持部件8上，并保證夾持部件8和鋼管7之間可以自由滑動(dòng)；5、將制作好的光纖光柵應(yīng)變傳感器安裝剛性?shī)A持器3上；6、將兩個(gè)固定支座I安裝在所測(cè)結(jié)構(gòu)層面的上下兩側(cè)；7、裝入帶有光纖光柵應(yīng)變傳感器的剛性?shī)A持器3，調(diào)節(jié)剛性?shī)A持器3伸出端的長(zhǎng)度使光纖光柵應(yīng)變傳感器和所測(cè)層面保持平行，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓2將剛性?shī)A持器3固定在支座I上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器，其特征在于，該光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器包括光纖光柵應(yīng)變傳感器、固定支座、帶有刻度的剛性?shī)A持器和調(diào)節(jié)螺栓；所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器包括光纖光柵、鋼管、夾持部件和支座；光纖光柵置于鋼管中，采用環(huán)氧樹(shù)脂膠將光纖光柵兩端與夾持部件固定，夾持部件和鋼管間保持自由滑動(dòng)；夾持部件通過(guò)支座支撐；光纖光柵應(yīng)變傳感器兩端的支座分別固定在上下兩個(gè)帶有刻度的剛性?shī)A持器上，兩帶有刻度的剛性?shī)A持器分別位于光纖光柵應(yīng)變傳感器兩側(cè)，并與光纖光柵應(yīng)變傳感器垂直；剛性?shī)A持器和固定支座之間采用螺栓連接，通過(guò)調(diào)節(jié)剛性?shī)A持器伸出長(zhǎng)度適應(yīng)不同層面厚度間的剪應(yīng)變的測(cè)量。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光纖光柵剪切應(yīng)變傳感器，屬于傳感技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由光纖應(yīng)變傳感器、固定支座、帶有刻度的剛性?shī)A持器和調(diào)節(jié)螺栓組成構(gòu)成。將光纖光柵套入1.2mm空心鋼管中，采用環(huán)氧樹(shù)脂將光纖光柵兩端封裝夾持部件上，夾持部件和鋼管之間可自由滑動(dòng)。將光纖光柵應(yīng)變傳感器固定在剛性?shī)A持器中，然后通過(guò)固定支座安裝在結(jié)構(gòu)上，可以通過(guò)調(diào)節(jié)剛性?shī)A持器的長(zhǎng)度來(lái)適應(yīng)不同厚度層面剪切應(yīng)變的測(cè)量。該位移傳感器克服了傳統(tǒng)電類傳感器易受電磁干擾、長(zhǎng)期穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，體積小、測(cè)量精度高，而且可在一根光纖上布置多個(gè)傳感器對(duì)多點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)分布式測(cè)量，還可以和基于光纖光柵技術(shù)的各種傳感器串聯(lián)。
【IPC分類】G01B11/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105043282
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510266582
【發(fā)明人】范書(shū)立, 陳健云, 任亮
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日