专利名称：光栅位移计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，特别涉及一种光栅位移计。
背景技术：
目前，监测建筑结构的位移变形常采用的量具是电子传感器，例如民用建筑、水利工程的结构裂缝或接缝的开合度，及建筑基础或公路铁路路基填土或其他类似结构的土体沉降量均是通过测量位移变形得到的。由于电子传感器自身存在抗雷击性能差、抗电磁干扰性能差、测量距离较近的缺陷，故造成了可靠性差、测量范围小、测量精度不高的问题。
实用新型内容为了克服现有技术中受电子传感器自身缺陷，造成的可靠性差、测量范围小、测量精度不高的问题，本实用新型实施例提供了一种光栅位移计。所述技术方案如下一种光栅位移计，包括支座、套管、应变梁、固定压块、第一应变光栅、第二应变光栅、光纤及钢丝绳，所述支座为一体结构，所述支座包括两端的光纤支座和弹簧管转接头，以及中间的安装支座；所述套管安装在所述光纤支座和所述弹簧管转接头之间；所述应变梁安装在所述安装支座上，所述应变梁通过所述固定压块固定，所述应变梁为L型应变梁；所述第一应变光栅粘贴在所述应变梁中受挤压的表面，所述第二应变光栅粘贴在所述应变梁中受拉伸的表面；所述光纤的起始端由所述光纤支座伸入，经所述安装支座和所述第一应变光栅至所述弹簧管转接头回转，再经所述应变梁、所述第二应变光栅和所述固定压块由所述光纤支座伸出，所述光纤回转端粘贴在所述安装支座上；所述钢丝绳一端固定在所述应变梁上，所述钢丝绳的另一端由所述弹簧管转接头伸出。进一步地，所述弹簧管转接头与所述套管相接触处设有密封胶圈。进一步地，所述光纤支座与所述套管相接触处设有密封胶圈。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术中的电子传感器，本实用新型所述光栅移位计自身具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离较远、可靠性好、测量范围大、测量精度高的优点；所述L型应变梁不需要通过外界结构改变力的方向；本实用新型通过L型应变梁的表面应变量，测量实际弹簧拉伸位移的精确测量; 另外通过弹簧管转接头，能够安装不同量程的弹簧，具有不同量程的灵活扩展性。
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型实施例I所述光栅位移计的主视图；图2是沿图I中A-A线的阶梯剖视图。图中1光纤出口，2B光纤的起始端,2C光纤的终端,3固定压块,4第一应变光栅, 5第二应变光栅，6弹簧管转接头，7安装支座，8套管，9应变梁，10钢丝绳，11密封胶圈，12 光纤支座。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。如图1-2所示，本实用新型所述的一种光栅位移计，包括支座、套管8、应变梁9、固定压块3、第一应变光栅4、第二应变光栅5、光纤及钢丝绳10，所述支座为一体结构，所述支座包括两端的光纤支座12和弹簧管转接头6，以及中间的安装支座7 ;所述套管8安装在所述光纤支座12和所述弹簧管转接头6之间；所述应变梁9安装在所述安装支座7上，所述应变梁9通过所述固定压块3固定，所述应变梁9为L型应变梁；所述第一应变光栅4粘贴在所述应变梁9中受挤压的表面，所述第二应变光栅5粘贴在所述应变梁9中受拉伸的表面；所述光纤的起始端2B由所述光纤支座12伸入，经所述安装支座7和所述第一应变光栅4至所述弹簧管转接头6回转，再经所述应变梁9、所述第二应变光栅5和所述固定压块 3由所述光纤支座12伸出，即光纤的终端2C由光纤出口 I伸出，所述光纤回转端粘贴在所述安装支座7上；所述钢丝绳10 —端固定在所述应变梁9上，所述钢丝绳10的另一端由所述弹簧管转接头6伸出。相比现有技术中的电子传感器，本实用新型所述光栅移位计自身具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离较远、可靠性好、测量范围大、测量精度高的优点。另外，所述L型应变梁受到水平拉力F作用下，由于L型应变梁的结构特性会在拐角处把水平拉力F分成水平方向和竖直方向的两个力，竖直方向的力是使L型应变梁发生弯曲的主要力，从而不需要外部结构而改变力的方向；本实用新型通过L型应变梁的表面应变量，测量实际弹簧拉伸位移的精确测量。此外，通过弹簧管转接头6，能够安装不同量程的弹簧，通过改变所挂弹簧的长度， 来实现，不同量程的灵活扩展性，使得产品更容易实现系列化。由于实际应用中不可避免会产生温度，而温度的变化会直接影响测量数值的漂移，本实用新型为了修正温度的影响，采用了第一应变光栅4和第二应变光栅5，并采用差值法计算。具体说明在实际测量中时，L型应变梁的长边上下表面受到的温度是相同的， 当L型应变梁受到拉力F的作用下，长边的上、下表面会分别被挤压和拉伸，使其发生弯曲， 弯曲变化量会被第一应变光栅4和第二应变光栅5所感知把信号传递到光栅分析仪器上, 在光栅分析仪器上我们可以看到受到挤压面的第一应变光栅4波长变小，受到拉伸面的第二应变光栅5波长变大，由于第一应变光栅4和第二应变光栅5受温度影响是一致的，所以在温度变化时，第一应变光栅4的波长减去第二应变光栅5的波长差值就可以补偿温度影响。进一步地，为了增加本实用新型的密封性，如图2所示，所述弹簧管转接头6与所述套管8相接触处设有密封胶圈11。进一步地，为了增加本实用新型的密封性，参见图2，所述光纤支座12与所述套管 8相接触处设有密封胶圈。本实用新型的工作原理如图2所示，钢丝绳10，在外力F的作用下，使力作用于应变梁9上，应变梁9在力F的作用下，发生弯曲变形，应变梁9所产生的形变，被粘在其上的第一应变光栅4所感知，第一应变光栅4将感知到的变形梁大小通过光纤的起始端2B把信号传送至远端的信号分析装置，在弹簧管转接头6处连接一个内部有弹簧的钢管，钢管中的弹簧与钢丝绳10相连接，当弹簧拉伸不同的长度时，所产生的拉力就会通过钢丝绳10 传递给应变梁9，应变梁9上粘接的第一应变光栅4就会把测量不同的应变值传递到远方的光栅分析仪器，应变梁9的变形量和弹簧的伸长量成正比，所以弹簧的伸长量就是实际的位移量，故通过光栅分析仪器对不同的波长光信号的分析，就会知道弹簧所拉伸的长度。此外，本实用新型具有分布式测量点多的特点，能够传输距离达35千米，适合静态和动态测试，易于组建分布式传感网络。因此，本实用新型可用于监测民用建筑、水利工程等结构上裂缝或接缝的开合度； 公路或铁路路基、填土或其它类似结构的土体沉降监测。量程12mm、25mm、50mm、100mm、150mm或客户定制。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种光栅位移计，其特征在于，包括支座、套管、应变梁、固定压块、第一应变光栅、第二应变光栅、光纤及钢丝绳，所述支座为一体结构，所述支座包括两端的光纤支座和弹簧管转接头，以及中间的安装支座；所述套管安装在所述光纤支座和所述弹簧管转接头之间；所述应变梁安装在所述安装支座上，所述应变梁通过所述固定压块固定，所述应变梁为L型应变梁；所述第一应变光栅粘贴在所述应变梁中受挤压的表面，所述第二应变光栅粘贴在所述应变梁中受拉伸的表面；所述光纤的起始端由所述光纤支座伸入，经所述安装支座和所述第一应变光栅至所述弹簧管转接头回转，再经所述应变梁、所述第二应变光栅和所述固定压块由所述光纤支座伸出，所述光纤回转端粘贴在所述安装支座上；所述钢丝绳一端固定在所述应变梁上，所述钢丝绳的另一端由所述弹簧管转接头伸出。
2.如权利要求I所述的光栅位移计，其特征在于，所述弹簧管转接头与所述套管相接触处设有密封胶圈。
3.如权利要求I或2所述的光栅位移计，其特征在于，所述光纤支座与所述套管相接触处设有密封胶圈。
专利摘要本实用新型公开了一种光栅位移计，属于传感器领域。所述光栅位移计包括支座、套管、应变梁、固定压块、第一应变光栅、第二应变光栅、光纤及钢丝绳，支座包括光纤支座、弹簧管转接头及安装支座，套管安装在光纤支座和弹簧管转接头之间，应变梁为L型应变梁且安装在安装支座上并通过固定压块固定，第一、第二应变光栅分别粘贴在应变梁中受挤压和受拉伸的表面，光纤的起始端由光纤支座伸入最终述光纤支座伸出，钢丝绳一端固定在应变梁上，另一端由弹簧管转接头伸出。本实用新型自身具有抗雷击性能好、抗电磁干扰性能强、测量距离较远、可靠性好、测量范围大、测量精度高的优点；不需要通过外界结构改变力的方向；并且具有不同量程的灵活扩展性。
文档编号G01B11/02GK202350745SQ20112049396
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者黄夺 申请人:北京基康科技有限公司