專利名稱：光纖光柵錨桿測力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種光纖光柵錨桿測カ傳感器，是ー種便于運輸、現(xiàn)場組裝及施工的ー種新型錨桿測カ傳感器。屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的巖土防護(hù)工程中，錨桿的受カ監(jiān)測常常采用電類傳感器，然而錨桿工作在潮濕以及酸堿鹽腐蝕的惡劣環(huán)境，對于傳感器的防潮、防腐、防水等性能的要求很高。電類傳感器在長期監(jiān)測中不僅存在著抗干擾能力差、穩(wěn)定性不好、壽命短等缺陷，而且不能進(jìn)行串接使用，如果在ー根錨桿上安裝多個錨桿測カ傳感器時，必定需要很多的信號傳輸線，同時帶來龐大的監(jiān)測設(shè)備，給現(xiàn)場安裝和監(jiān)測帶來很大不便。光纖光柵傳感器不怕潮濕、耐腐蝕、壽命長，多個傳感器之間可以串接復(fù)用，在傳 感器數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模的監(jiān)測系統(tǒng)中，避免占用大量的數(shù)據(jù)傳輸線路，同時也減少了大量的信號監(jiān)測設(shè)備，在巖土防護(hù)工程安全監(jiān)測系統(tǒng)中具有其它類型傳感器不可替代的作用，正逐步引起人們的廣泛興趣。但是，在巖土防護(hù)工程安全監(jiān)測系統(tǒng)中，光纖光柵傳感還處在推廣應(yīng)用的初級階段，在傳感器制作和安裝的技術(shù)和エ藝上，還需要進(jìn)ー步的完善和發(fā)展。南秋明等在錨固安全監(jiān)測工程中將光纖光柵直接粘貼在錨桿上，(參看文獻(xiàn)“貼片式FBG傳感器在錨固工程中的應(yīng)用”，來自學(xué)術(shù)期刊《科技信息》，2006 (O)進(jìn)行錨桿施エ過程的受カ監(jiān)測。申請?zhí)枮?00710130126.0的中國專利申請“以新型錨桿為傳感媒介的光纖光柵傳感礦山安全檢測技木”提出的錨桿受カ監(jiān)測方法，也是將光纖光柵直接粘貼在錨桿上。這種在錨桿上直接粘貼光纖光柵的方式有很多缺點(I)將光纖光柵粘貼在一根長達(dá)數(shù)米或數(shù)十米的錨桿上，在運輸、搬運及安裝過程中光纖光柵極易損壞；(2)由于施工現(xiàn)場條件很差，在施工現(xiàn)場粘貼光纖光柵的測量結(jié)果可靠性不能保證。在專利號為“200920310115. 5”的中國專利“一種可接式錨桿”中，提到使用光纖光柵監(jiān)測錨桿拉力，但是，在該專利中并沒有給出光纖光柵的使用方法。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可便于組裝和現(xiàn)場施工的光纖光柵錨桿測カ傳感器，可在巖土工程防護(hù)安全監(jiān)測系統(tǒng)中獲得應(yīng)用。本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案達(dá)到的—種光纖光柵錨桿測カ傳感器，主要由受カ彈性體、光纖光柵、錨桿連接筒、錨桿連接頭、光纜固定基座、光纜連接頭和保護(hù)光纜組成；所述的錨桿連接頭一端與錨桿焊接固定，另一端通過所述的錨桿連接筒與受カ弾性體螺紋連接固定，所述的受力弾性體表面有凹槽，光纖光柵粘貼于受力弾性體的表面凹槽內(nèi)，光纖光柵尾纖通過光纜連接頭和光纜固定基座與保護(hù)光纜連接固定，保護(hù)光纜固定于光纜連接頭；光纜連接頭通過光纜固定基座固定在受カ弾性體表面。本實用新型所述的受力弾性體為傳感器的主要受カ部件，當(dāng)受到錨桿拉力作用時，將外界拉カ轉(zhuǎn)化為應(yīng)變并作用于光纖光柵，光纖光柵受到應(yīng)變作用反射光波長發(fā)生變化，光纖光柵的波長變化通過外接光纖光柵波長解調(diào)儀監(jiān)測就可以感知錨桿受力。受カ弾性體為圓柱形結(jié)構(gòu)。受カ弾性體兩端帶有螺紋，用干與錨桿連接筒固定；受力弾性體表面有凹槽，凹槽兩端各有一個光纜固定基座，用于固定保護(hù)光纜。本實用新型的具有如下優(yōu)點I、本光纖光柵錨桿測力傳感器主要由受カ弾性體與光纖光柵構(gòu)成的傳感器測カ主體部分，和錨桿連接筒與錨桿連接頭構(gòu)成的傳感器錨桿連接配件組成。在巖土防護(hù)工程現(xiàn)場施工時，可用錨桿連接配件將錨桿測カ傳感器的主體部分與錨桿方便的連接在一起。避免了施工現(xiàn)場直接在錨桿上粘貼光纖光柵的麻煩；2、光纖光柵在錨桿測力傳感器上得到了很好保護(hù)，不易折斷，方便運輸；傳感器可在施工現(xiàn)場直接安裝，安裝方便?！?br>
圖I為光纖光柵錨桿測カ傳感器結(jié)構(gòu)不意圖。圖中I-受カ弾性體，2-光纖光柵，3-錨桿連接筒，4-錨桿連接頭，5-光纜固定基座，6-光纜保護(hù)接頭，7-保護(hù)光纜。
具體實施方式
下面結(jié)合圖I對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)ー步闡述。本實用新型設(shè)計的光纖光柵錨桿測力傳感器(如圖I所示)，主要由受カ弾性體I、光纖光柵2、錨桿連接筒3、錨桿連接頭4、光纜固定基座5、光纜連接頭6和保護(hù)光纜7組成。受カ弾性體I做為傳感器的主要受カ部件，它的兩端通過錨桿連接筒3、錨桿連接頭4與錨桿連接；錨桿連接頭4 一端與錨桿焊接固定，另一端帶有外螺紋，用干與傳感器的受カ彈性體連接；錨桿連接筒3帶有內(nèi)螺紋，用它將焊接固定錨桿的錨桿連接頭4與受カ弾性體I連接在一起；受力弾性體I表面有凹槽，光纖光柵2粘貼在受力弾性體表面的凹槽中，其尾纖穿過光纜連接頭6，與用保護(hù)光纜7連接；保護(hù)光纜7固定于光纜連接頭6 ;光纜連接頭6通過光纜固定基座5固定在受カ弾性體表面。受カ弾性體受到錨桿拉力作用時，將外界拉カ轉(zhuǎn)化為應(yīng)變并作用于光纖光柵，光纖光柵受到應(yīng)變作用反射光波長發(fā)生變化，光纖光柵的波長變化通過外接光纖光柵波長解調(diào)儀監(jiān)測就可以感知錨桿受力。制作方法是首先用環(huán)氧樹脂膠黏劑將張拉的光纖光柵2封裝在受カ弾性體I的凹槽內(nèi)，再將光纖光柵2的尾纖與保護(hù)光纜7連接后固定在光纜保護(hù)接頭6上，光纜保護(hù)接頭螺紋連接在光纜固定基座5上，光纜固定基座5通過螺絲固定在受カ弾性體I上。在現(xiàn)場安裝施工過程中，先將錨桿連接頭4焊接在錨桿上，然后通過錨桿連接筒3與受カ弾性體I螺旋固定在一起。光纖光柵錨桿測力傳感器的信號，通過保護(hù)光纜輸送到由光纖光柵波長解調(diào)儀和計算機(jī)組成的監(jiān)測系統(tǒng)中，進(jìn)行信號數(shù)據(jù)處理和存儲。
權(quán)利要求1.一種光纖光柵錨桿測力傳感器，其特征在于，該傳感器主要由受力彈性體(I)、光纖光柵(2)、錨桿連接筒(3)、錨桿連接頭(4)、光纜固定基座(5)、光纜連接頭(6)和保護(hù)光纜(7)組成；所述的錨桿連接頭(4) 一端與錨桿焊接固定，另一端通過錨桿連接筒(3)與受力彈性體(I)螺紋連接固定，受力彈性體(I)表面有凹槽，光纖光柵(2)粘貼于受力彈性體(I)的凹槽內(nèi)，尾纖通過光纜連接頭(6)和光纜固定基座(5)與保護(hù)光纜(7)連接固定，保護(hù)光纜(7)固定于光纜連接頭(6)上；光纜連接頭(6)通過光纜固定基座(5)固定在受力彈性體表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的光纖光柵錨桿測力傳感器，其特征在于，所述的受力彈性體為圓柱形，兩端帶有螺紋，表面有凹槽，凹槽兩端各有一個光纜固定基座(5)。
專利摘要一種光纖光柵錨桿測力傳感器。該傳感器主要由受力彈性體、光纖光柵、錨桿連接筒、錨桿連接頭、光纜固定基座、光纜連接頭和保護(hù)光纜組成；所述的錨桿連接頭一端與錨桿焊接固定，另一端通過所述的錨桿連接筒與受力彈性體螺紋連接固定,所述的受力彈性體表面有凹槽，光纖光柵粘貼于受力彈性體的此凹槽內(nèi)，光纖光柵尾纖通過光纜連接頭和光纜固定基座與保護(hù)光纜連接固定，保護(hù)光纜固定于光纜連接頭；光纜連接頭通過光纜固定基座固定在受力彈性體表面。在巖土防護(hù)工程現(xiàn)場施工時，可用錨桿連接筒和錨桿連接頭將受力彈性體和光纖光柵與錨桿方便的連接在一起。本傳感器可在施工現(xiàn)場直接安裝，避免了施工現(xiàn)場在錨桿上粘貼光纖光柵的麻煩，安裝方便。
文檔編號G01L1/24GK202614434SQ20122019105
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者張東生, 郭永興, 徐駿, 孟匯, 李楚根, 劉慧 申請人:武漢理工大學(xué), 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司