专利名称:检测旋转物体应变的光纤应变计的制作方法
本发明与光纤应变检测有关，更确切地讲，本发明主要是用于检测旋转物体的应变。
在此之前，测量旋转物体的应变，尤其是检测密封在箱壳体内部旋转体，如机械传动的轴，齿轮一类的旋转体的应变，基本上没有直接测量手段。美国专利4282756号介绍了一种利用计算机模拟分析的方法，用以估计难以接近的旋转体的应变，这种方法不仅设备复杂，而且不能应用于密封箱壳体内部旋转体应变的检测，也无法模拟正常机械传动中润滑油的喷淋以及被测环境温度较高等工作状况，所检测的应变只是估计值，而无法直接精确测量其应变。
本发明找到了一种能直接测量旋转体应变的光纤应变计，它可以适用于裸露在外的旋转体，也适于在密封箱壳体内部的旋转体，以及能在正常机械传动的工作条件下工作。所测得应变是直接测量结果，数值比较精确。
本发明是由二部分组成的，一部分随旋转体一起旋转，它包括光纤应变计的传感器和补偿片，另一部分则为固定的，它包括Y形光纤束，光纤束支架，光源，光电检测装置，本发明采用一种比较法，由光源发出的光，经一根Y形光纤束照射到光纤应变计的传感器和补偿片在旋转时所需经过的地方，由于传感器上的光弹体随旋转体上被测点的应变而产生应变，所以被球面反射膜片反射回光电检测装置的光强也会随之产生变化，而与旋转体同时旋转的补偿片上的光弹体不随被测点的应变而变化，因而通过它反射回光电检测装置的光强也不发生变化，利用这二个反射回来的光强的差值，就可以测出旋转体上被测点的应变。由于本发明采用了球面反射膜片和光纤束，使光纤束可以安装在离被测点较远的地方，适合了测量旋转体应变的需要，同时这种测量不仅对裸露在外的旋转体应变检测适用，对密封在箱壳内部的旋转体，在正常工作情况下的实测也能适用。
本发明的优点是可以直接检测旋转体的应变，为机械转动的轴及齿轮一类旋转体提供直接的测试手段，它设备简单、制造容易、测量直接而准确，是一种无损伤探测器。
图一是本发明光纤应变计传感器部分结构图，图中1是光源，2是Y形光纤束，3是偏振膜片，4是光弹体，5是球面反射膜片，6和6′是T形金属架，7是光电检测装置，8是被测旋转体，9是管前端开有小孔的保护套管，10是光纤束支架，固定在箱壳体等基准物上。
本发明光纤应变计传感器部分的原理与我校在申请的Gk85103843号基本相同，由光源发出的光，经过Y形光纤束2，穿过偏振膜片3和光弹体4，由球面反射膜片5反射后，再次反向穿过光弹体4和偏振膜片3经过Y形光纤束2，回到光片检测装置7。因为光弹体4随被测体的应变会产生双折射，所以反回光电检测装置7的光强也会随被测体的应变发生变化，测量此光强的变化则可测得被测体的应变。
由于本发明采用了球面反射膜片和光纤束，因而可以把光纤束拉到距离被测点较远的地方，能适应测量旋转应变的需要。
为了提高测量应变的精度和灵敏度，将光弹体安装在二块T形金属架6和6上，它可将L长度内的应变集中到l长度的光弹体上，这不仅能提高测量应变的灵敏度L/l倍，而且给安装应变计的传感器带来了方便。
图二是本发明的光纤应变计安装示意图。图中3、4、5、6、6′所组成的是光纤应变计传感器部分，11是补偿片，8是被测旋转体，10是光纤束支架，2是Y形光纤束，7是光电检测装置，由3、4、5、6、6′所组成的光纤应变计传感器贴附在被测点上，光纤束支架10固定在箱壳体等基准物上，补偿片11是由偏振膜片3，光弹体4，球面反射膜片5和一块T形金属架6组成，在测量过程中，补偿片中的光弹体4不产生应变，因此通过补偿片11的球形反射膜片反射回的光强也不会变化，当被测旋转体转动时，比较传感器和补偿片反射回来光强的差值，就可测出被测旋转体的应变。
利用本光纤应变计，其测量范围是0～3000με。灵敏度为5με
权利要求
1.一种由传感器、光源、光电检测装置所构成的光纤应变计，其特征在于①光纤应变计传感器和补偿片固定在被测旋转体上，②Y形光纤束由光纤束支架固定在箱壳上。
2.如权利要求
1所说的光纤应变传感器分别由T形金属架6和6所支撑。光纤应变传感器(如图一)，是由3偏振膜片，4光弹体，5球面反射膜片所构成。
3.如权利要求
1所说的补偿片是由偏振膜片3，光弹体4，球面反射膜片5，和一块T形金属架6所构成。
4.如权利要求
1所说的固定在箱壳上的Y形光纤束，其一端通光源，一端通光电检测装置，另一端则对准被测旋转体上安装的光纤应变计传感器和补偿片。为对伸入箱壳内部的光纤束进行保护，在这段长度内装有保护套管固定在箱壳上，管的前端有小孔。
专利摘要
本发明是一种用于测量旋转物体应变的光纤应变计。传感器部分由固定在二块T形金属架上的光弹体和偏振膜片所构成。它采用一种比较法，利用一根光纤束同时测量随旋转物体一起产生应变的传感器反弹回的光强值，和不随旋转物体一起产生应变的补偿片反弹回的光强值的差值来找出旋转物体的应变。本发明不仅能测裸露旋转体表面的应变，而且可以测量密封在箱壳体内旋转物体的应变。
文档编号G01L1/24GK86104633SQ86104633
公开日1988年1月13日 申请日期1986年7月4日
发明者姜德生, 罗鸣梧, 程家琪, 李智祥 申请人:武汉工业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan