应用于高速公路的光纤光栅传感器的制作方法

文档序号:15177633发布日期:2018-08-14 18:37阅读:200来源:国知局

本实用新型涉及传感器技术领域。更具体地说,本实用新型涉及应用于高速公路的光纤光栅传感器。



背景技术:

交通是与人们息息相关的事情,同样也是制约城市发展的主要因素,可以说交通的好坏可以直接决定一个城市的发展命运。每年国家都要投入大量资金用在公路修建以及维护上,其中维护费用占据了很大一部分。即便是这样,每年仍然有大量公路遭到破坏,公路的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。而破坏一般都是因为汽车超载,超速以及自然原因引起的,并且也和公路修建的质量有很大关系。所以在公路施工过程以及使用过程中进行健康检测是非常有必要的。现在的公路一般分三层进行施工,分为底基层、普通层和沥青层,在施工过程中埋入温度以及应变传感器可以及时得到温度以及应变的变化情况,对公路质量进行实时监控。

传统的温度传感器具有精度低、易受电磁干扰、稳定性差、信号传输距离短等缺点,很难在恶劣的工作环境里进行精确的监测。而光纤光栅温度传感器与传统的温度传感器相比,具有灵敏度高、体积小、重量轻、安全防爆、抗电磁干扰能力强、信号传输距离远等优点,因此,光纤光栅温度传感器越来越广泛地受到各行各业的青睐。

现有的光纤光栅温度传感器存在着光纤光栅温度传感器的封装结构不能同时具备较高的保护强度和较快的响应速度,且结构复杂,安装费时等问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供应用于高速公路的光纤光栅传感器,以使光纤光栅温度传感器同时具备较强的保护强度和较快的响应速度,并且结构简单,安装速度快。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点,提供了应用于高速公路的光纤光栅传感器,包括:

封装管,其为内部中空的圆筒体形,所述封装管的内部由一个第一通孔、两个第二通孔和两个第三通孔组成,所述第一通孔为圆柱体形,且设置在所述封装管的中部,两个第二通孔分别设置在所述封装管的两端,且相对于所述第一通孔对称设置,第二通孔为圆柱体形,且封装管上形成第二通孔的内侧壁上设置有内螺纹,两个第三通孔相对于第一通孔对称设置,第三通孔为正方体形,第三通孔位于第一通孔和第二通孔之间,第一通孔、第二通孔和第三通孔分别与所述封装管同轴设置;

固定片,其两端为十字形,且相对于其中部对称设置,固定片的中部为长方体形或圆柱体形,固定片的中部的轴线穿过其两端的中心,固定片的两端分别位于两个第三通孔中,且位于其两端的各个伸出部分别和与其对应的封装管上形成第三通孔的内侧壁相接触,所述固定片能穿过第一通孔和第二通孔;

两个封装头,一个第二通孔中设置有一个封装头,封装头上设置有外螺纹,封装头与封装管螺纹连接,两个封装头分别和与其相对的固定片的两端相抵;

光纤光栅,其穿过两个封装头的中部、固定片的中部和两端,且其两端分别位于封装头的外部,光纤光栅与固定片的两端固定连接。

优选的是,所述的应用于高速公路的光纤光栅传感器中,一个伸出部的末端设置有一个缺口,缺口位于所述一个伸出部和与其相抵的封装头之间;

所述应用于高速公路的光纤光栅传感器还包括:

连接板,其与所述封装管的内侧壁固定连接,且位于所述第三通孔中,并插入所述缺口中;

导向杆,其与所述封装管的轴线平行,导向杆的一端与所述连接板固定连接,另一端穿过所述一个伸出部,并插入与所述一个伸出部相对的伸出部中。

优选的是,所述的应用于高速公路的光纤光栅传感器中,第一通孔和第二通孔的直径相等。

优选的是,所述的应用于高速公路的光纤光栅传感器中,所述缺口为长方体形或正方体形,连接板的尺寸与缺口的尺寸相同。

优选的是,所述的应用于高速公路的光纤光栅传感器中,所述导向杆为长方体形,所述一个伸出部上供导向杆穿过的通孔为长方体形,与所述一个伸出部相对的伸出部上供导向杆插入的盲孔为长方体形,且通孔和盲孔的横截面的尺寸与导向杆的横截面的尺寸相同。

优选的是,所述的应用于高速公路的光纤光栅传感器中,所述固定片的中部为长方体形。

本实用新型至少包括以下有益效果:

本实用新型采用封装管和固定片对光纤光栅进行了保护,使得光纤光栅温度传感器具备较强的保护强度。因固定片的中部与封装管上形成第一通孔的内侧壁未接触,保证了第一通孔内的光纤光栅能迅速感应到热量,提高了光纤光栅温度传感器对环境温度的响应速度。

本实用新型通过设置导向杆,能使固定片顺着导向杆进入封装管内,并使固定片的两端分别移至第三通孔中,之后安装两个封装头,即可使光纤光栅固定在封装管内,结构简单,安装速度快。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的应用于高速公路的光纤光栅传感器的结构示意图;

图2是根据本实用新型一个实施例的导向杆的结构示意图;

图3是根据本实用新型一个实施例的连接板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图3所示,本实用新型提供应用于高速公路的光纤光栅传感器,包括:

封装管100,其为内部中空的圆筒体形,所述封装管100的内部由一个第一通孔101、两个第二通孔102和两个第三通孔103组成,所述第一通孔101为圆柱体形,且设置在所述封装管100的中部,两个第二通孔102分别设置在所述封装管100的两端,且相对于所述第一通孔101对称设置,第二通孔102为圆柱体形,且封装管100上形成第二通孔102的内侧壁上设置有内螺纹,两个第三通孔103相对于第一通孔101对称设置,第三通孔103为正方体形,第三通孔103位于第一通孔101和第二通孔102之间,第一通孔101、第二通孔102和第三通孔103分别与所述封装管100同轴设置;封装管100由金属、玻璃或陶瓷等材料制成,采用上述材料制成的封装管100具有一定的厚度和强度,以保证对光纤光栅130有较强的保护强度。

固定片110,其两端为十字形(如图3所示),且相对于其中部对称设置,中部为长方体形或圆柱体形,固定片110的中部的轴线穿过其两端的中心,固定片110的两端分别位于两个第三通孔103中,且位于其两端的各个伸出部分别和与其对应的封装管100上形成第三通孔103的内侧壁相接触,这样固定片110的两端无法转动,所述固定片110能穿过第一通孔101和第二通孔102;固定片110由金属、玻璃、陶瓷、胶木或复合材料制成,不仅使固定片110本身具有一定的硬度,而且便于固定和避免因遇到热量而使其软化,即保证了封装管100对光纤光栅130的保护强度。

两个封装头120,一个第二通孔102中设置有一个封装头120,封装头120上设置有外螺纹,封装头120与封装管100螺纹连接,两个封装头120分别和与其相对的固定片110的两端相抵;这样固定片110无法轴向移动。

光纤光栅130,其穿过两个封装头120的中部、固定片110的中部和两端(即两个封装头120的中部、固定片110的中部和两端分别设置有供光纤光栅130穿过的孔),且其两端分别位于封装头120的外部,光纤光栅130与固定片110的两端固定连接。光纤光栅在封装管的轴线上,光纤光栅130通过胶粘或者焊接的方式固定在固定片110的两端的孔中,光纤光栅130与固定片110的中部的孔所对应的侧壁不接触。

本方案提供的应用于高速公路的光纤光栅130传感器,在安装时,光纤光栅130通过胶粘或者焊接的方式,固定在中部开有长方孔的固定片110的两端中,若固定片110为金属时,通过胶粘或焊接的方式进行固定,若固定片110为非金属时,则通过胶粘的方式进行固定。固定时,要保证固定在固定片110上的光纤光栅130呈松弛状态。然后将固定有光纤光栅130的固定片110推入封装管100内,使固定片110的两端分别位于两个第三通孔103中,以实现封装管100对固定片110的紧密固定;再将伸出固定片110两端的光纤光栅130分别穿过两个封装头上供光纤光栅130穿过的通孔后,与光缆140相连接(连接方式为现有技术中的任何一种),然后将两个封装头分别拧进两个第二通孔102内,并与封装管100螺纹连接,使两个封装头分别与固定片110的两端相抵,以保证整个封装结构的稳固性。本实用新型采用封装管100和固定片110对光纤光栅130进行了保护,使得光纤光栅130温度传感器具备较强的保护强度。因固定片110的中部与封装管100上形成第一通孔101的内侧壁未接触,保证了第一通孔101内的光纤光栅130能迅速感应到热量,提高了光纤光栅130温度传感器对环境温度的响应速度。本实用新型在施工过程中埋入公路中,对其所在位置进行温度测量,埋入方式为现有技术中的任何一种。

一个优选方案中,如图2所示,所述的应用于高速公路的光纤光栅130传感器,固定片110的一端(如图2所示的固定片110的左端)的一个伸出部的末端设置有一个缺口111,缺口111位于所述一个伸出部(如图2所示的左侧上方的伸出部)和与其相抵的封装头120之间;

所述应用于高速公路的光纤光栅130传感器还包括:

连接板150,其与所述封装管100的内侧壁固定连接,且位于所述第三通孔103中,并插入所述缺口111中;

导向杆160,其与所述封装管100的轴线平行,导向杆160的一端与所述连接板150固定连接,另一端穿过所述一个伸出部,并插入与所述一个伸出部(如图2所示的左侧上方的伸出部)相对的伸出部(如图2所示的右侧上方的伸出部)中。

在上述方案中,通过设置导向杆160,在安装时,将导向杆160与所述一个伸出部上供导向杆160穿过的通孔相对,之后向封装管100内推固定片110至固定片110的一端接触连接板150,此时导向杆160上远离连接板150的一端插入与所述一个伸出部相对的伸出部中,这样能避免推入固定片110时,封装管100上形成第三通孔103的侧壁挡住如图2所示的固定片110的左端,而使固定片110的左端无法顺利进入第三通孔103中,通过设置导向杆160,能使安装更迅速。

一个优选方案中,所述的应用于高速公路的光纤光栅130传感器,第一通孔101和第二通孔102的直径相等。

在上述方案中,只需要在圆筒体形的封装管100内设置两块隔板,再在两块隔板上设置第三通孔103,即可形成本方案所示的封装管100。

一个优选方案中,所述的应用于高速公路的光纤光栅130传感器,所述缺口111为长方体形或正方体形,连接板150的尺寸与缺口111的尺寸相同。

在上述方案中,在连接板150插入缺口111中后,连接板150刚好填补了缺口111,使得结构更稳定。

一个优选方案中,所述的应用于高速公路的光纤光栅130传感器,所述导向杆160为长方体形,所述一个伸出部上供导向杆160穿过的通孔为长方体形,与所述一个伸出部相对的伸出部上供导向杆160插入的盲孔为长方体形,且通孔和盲孔的横截面的尺寸与导向杆160的横截面的尺寸相同。

在上述方案中,因导向杆160为长方体形,在将固定片110推入封装管100中时,固定片110只能沿着封装管100的轴线方向进入封装管100内,并达到预设位置。

一个优选方案中,所述的应用于高速公路的光纤光栅130传感器,所述固定片110的中部为长方体形。

在上述方案中,这样可使固定片110的一端的四个伸出部固定在固定片110的中部的四个侧壁上,同理,可使固定片110的另一端的四个伸出部固定在固定片110的中部的四个侧壁上,方便制作出一体成型的固定片110。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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