一种光纤光栅索力传感器的标定夹具安装结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种光纤光栅索力传感器的标定夹具安装结构，属于索力测量、结构安全监测技术领域。


背景技术：

2.缆索由于具有柔性大、抗拉强度高、负载传递距离长等突出优点，现已广泛应用于大跨度桥梁、大型建筑结构和牵引机械等领域，包括斜拉索、客运索道、电梯用钢丝绳以及各种起重设备吊索等形式。钢缆索在使用过程中，受大气环境腐蚀、机械摩擦或疲劳损伤等影响将出现损伤累积；同时由于载荷的不确定性，不可避免地使钢缆索受到各种损伤，导致钢缆索实际承受载荷的能力降低，使得钢缆索有可能因超载而突然发生断裂，造成重大安全事故和经济损失。
3.目前，国内外索力在线监测主要采用磁传感器，但此种方法精度不高，且器件容易受干扰；而拉索、吊索，系杆长度长，使用期限长，传统的电学量传感设备组成的长期监测系统性能稳定性、耐久性和分布范围都不能很好地满足实际工程需要。
4.作为20世纪测试领域的重大实用新型，光纤光栅传感技术得到了快速发展，并已经成为诸多领域的前沿研究与应用方向，但仍需相关技术的突破。光纤光栅传感器的优点主要表现为：耐久性好，适于长期监测；无火花，适于特殊监测领域；既可以实现点测量，也可以实现准分布式测量；测量动态范围只受光源谱宽的限制，不存在多值函数问题；检出量是波长信息，因此受接头损耗等因素的影响小；对环境干扰不敏感，抗电磁干扰；波长编码，可以方便实现绝对测量等。
5.因此光纤光栅传感技术在索力测试中存在着突出的优点，为了实现索力计在实际工程中的正常、可靠使用，保证样件满足应用要求，本实用新型针对光纤光栅索力计原始标定平台标距最少为100mm，现有光纤光栅索力计的标距小于100mm，不能满足正常标定，设计一种夹具结构，能够实现标距小于100mm的可靠标定。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种光纤光栅索力传感器的标定用夹具安装结构，不仅结构简单，安装便捷，而且与标定台连接牢固，不易发生移位。
7.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种光纤光栅索力传感器的标定夹具安装结构，包括一对标定台原始夹具、一对夹具单元和光纤光栅索力传感器，所述的一对夹具单元的一端分别置于标定台原始夹具内，所述光纤光栅索力传感器设置于两个夹具单元的另一端之间。
8.优选地，所述夹具单元为对半结构，包括截面为半圆环的上半部分和下半部分，所述上半部分在中间位置沿径向切断，形成上左半部分和上右半部分，在所述上半部分的切断位置通过设置抱箍将夹具单元夹紧。
9.优选地，所述下半部分与上左半部分的左侧端部配合后形成尾套孔，所述尾套孔与标定台原始夹具固定夹紧，所述下半部分和上右半部分的右侧端部配合后形成固定孔，用于固定索力传感器。
10.优选地，所述光纤光栅索力传感器包括用于穿设光纤光栅的保护管，光纤光栅两端露出于保护管，保护管，一端设有固定端子，固定端子内端设于保护管内，固定端子外端上开设端子凹槽，光纤光栅一端穿设固定端子，且通过胶水固定于固定端子的端子凹槽内，保护管另一端设有预张端子，预张端子内端设于保护管内，预张端子外端开设端子凹槽，光纤光栅另一端穿设预张端子，且通过胶水固定于预张端子的端子凹槽内，固定端子外端和预张端子外端分别与尾部连接管螺纹连接，且尾部连接管与尾套端子螺纹连接，对光纤光栅尾纤进行封装。
11.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
12.本实用新型的标定台应力先传到固定端子和预张端子上，再传导到光纤光栅，使得光纤光栅的波长产生变化。通过多个夹具使得光纤光栅索力传感器与标定台固定连接，该安装结构不仅结构简单，安装便捷，而且连接牢固，不易发生移位，提高检测精确性。
附图说明
13.图1为本实用新型一种光纤光栅索力传感器的标定夹具安装结构示意图。
14.图2为本实用新型中夹具单元的结构示意图。
15.图3为本实用新型中夹具单元的内部结构及尺寸图。
16.图4为本实用新型中光纤光栅索力传感器的结构示意图。
17.其中：
18.标定台原始夹具1、夹具单元2、上半部分2.1、下半部分2.2、上左半部分2.1.1、上右半部分2.1.2、抱箍3、光纤光栅索力传感器4、保护管4.1、预张端子4.2、预张螺母4.3、尾部连接管4.4、尾套端子4.5、拉伸弹簧4.6、固定端子4.7。
具体实施方式
19.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
20.如图1所示，本实施例提供的一种光纤光栅索力传感器的标定夹具安装结构，包括一对标定台原始夹具1、一对夹具单元2和光纤光栅索力传感器4，所述的一对夹具单元2的一端分别置于标定台原始夹具1内，所述光纤光栅索力传感器4设置于两个夹具单元2的另一端之间。
21.如图2-3所示，所述夹具单元2为对半结构，包括截面为半圆环的上半部分2.1和下半部分2.2，所述上半部分2.1在中间位置沿径向切断，形成上左半部分2.1.1和上右半部分2.1.2，在所述上半部分2.1的切断位置通过设置抱箍3将夹具单元夹紧。
22.所述下半部分2.2与上左半部分2.1.1的左侧端部配合后形成尾套孔2.3，所述尾套孔2.3与标定台原始夹具1固定夹紧，用于传力及保护光纤光栅索力传感器两端尾套免受挤压，损坏内部光纤；
23.所述下半部分2.2和上右半部分2.1.2的右侧端部配合后形成固定孔2.4，用于固定索力传感器3。
24.如图4所示，所述光纤光栅索力传感器包括用于穿设光纤光栅的保护管4.1，光纤光栅两端露出于保护管4.1。保护管4.1一端设有固定端子4.7，固定端子4.7内端设于保护管4.1内，固定端子4.7外端上开设端子凹槽，光纤光栅一端穿设固定端子4.7，且通过胶水固定于固定端子4.7的端子凹槽内。保护管4.1另一端设有预张端子4.2，预张端子4.2内端设于保护管4.1内，预张端子4.2外端也开设端子凹槽，光纤光栅另一端穿设预张端子4.2，且通过胶水固定于预张端子4.2的端子凹槽内。固定端子4.7外端和预张端子4.2外端分别与尾部连接管4.4螺纹连接，且尾部连接管4.4还与尾套端子4.5螺纹连接，对光纤光栅尾纤进行封装，避免尾纤弯折，提高光纤光栅的存活率，提高了光纤光栅索力传感器的使用寿命。
25.所述固定孔2.4用于紧固光纤光栅索力传感器3，受力部分为索力计的尾部连接管4.4和尾套端子4.5，尾部连接管和尾套端子穿过固定孔并受力与固定孔连接，两者外径均为5mm，设置固定孔内径为r2.5。
26.尾部连接管和尾套端子外端螺纹连接尾套，对光纤光栅进行封装。光纤光栅索力计尾套直径为6mm，为保护尾套避免受挤压，设置尾套孔内径为3.5mm的整圆。
27.尾套孔和固定孔外径相同，均为半径6.5mm的整圆。尾套孔由标定台原始夹具夹紧固定，固定孔另外配置抱箍夹紧固定。
28.尾部连接管另一端设有预张端子，预张端子上设有预张螺母，预张螺母与预张端子螺纹连接，尾部连接管另一端抵住预张螺母。
29.固定端子和预张端子上分别开设端子凹槽，光纤光栅两端分别设于两端子凹槽内。
30.保护管内设有拉伸弹簧，拉伸弹簧一端抵于保护管的固定端子，拉伸弹簧另一端抵于保护管的预张端子。
31.光纤光栅索力计传感器完整的标定结构包括两套夹具，分别用于固定夹持索力计的两端。夹具上设有尾套孔和固定孔，两孔都横向布置。尾套孔内设索力计尾套，尾套孔通过标定台原始夹具固定夹紧。固定孔与光纤光栅索力传感器相匹配，将光纤光栅索力传感器尾部连接管通过抱箍与固定孔固定。尾套孔和固定孔内孔径不等，两孔的下半部分为一片式，标定时的力由此下半部分传递。
32.除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。