[实用新型]一种光纤光栅表面式裂缝传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种裂缝传感器，尤其涉及应用在精密测量表面缝的开合度、混凝土的施工缝，也可测量土体的张拉缝与岩石和混凝土的裂缝的具有温度补偿功能的光纤光栅表面式裂缝传感器。

背景技术

目前，基于光纤光栅原理的裂缝传感技术得到快速发展，光纤光栅具有防止电磁干扰、无电检测、抗雷击等优点，光纤光栅裂缝传感器在测量如桥梁、大坝、隧道和大型建筑等土木工程结构裂缝测量中得到了广泛应用。

在现有的土木工程实际应用中，主流使用的具有温度补偿功能的光纤光栅裂缝传感器较少。但是，光栅特性决定了光栅波长变化受温度影响远大于受裂缝引起的应变影响，在监测工程实施中，不带温度补偿的光纤光栅裂缝传感器需要附带安装一只光纤光栅温度传感器来测量环境温度，以起到温度补偿的作用。

由于野外环境和传感器安装工艺等原因，在某些温度环境变化复杂的情况下，温度传感器并不能精确的消除裂缝传感器波长受温度影响的变化部分，从而造成裂缝值计算产生较大的误差。现有的主流裂缝传感器产品中，大都无法很好的解决这一系列因受温度变化影响的裂缝精度问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺陷和不足，提出了一种带温度补偿的光纤光栅裂缝传感器。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种光纤光栅表面式裂缝传感器，包括主体外壳，所述主体外壳内安装有L型固定支撑支架，所述L型固定支撑架的竖直支撑臂通过螺栓固定安装主体外壳的侧边上，水平支撑臂通过螺栓固定安装在主体外壳的后壁上，所述竖直支撑臂的端部安装有平行水平支撑臂的弹性结构一，所述弹性结构一上胶装有应力光栅；所述水平支撑臂的端部安装滑轮和弹性结构二，所述弹性结构二上胶装有温补光栅；所述主体外壳两侧边还对称设有供光纤通过的孔，孔上连接有设有尾纤套管，主体外壳外的铠装光缆的光纤从主体外壳一侧的孔和尾纤套管进入主体外 壳内，并依次胶装在弹性结构一和弹性结构二后从主体外壳另一侧的孔和尾纤套管伸出主体外壳，还包括钢丝绳，所述钢丝绳一端通过铝扣固定在弹性部件一的另一端，另一端穿过滑轮后水平穿出主体外壳。

所述钢丝绳穿出主体外壳时，在主体外壳侧边上被铝扣固定以确保钢丝绳处于拉伸状态。

所述主体外壳为铝壳；所述L型固定支撑支架为铝支架。所述尾纤套管为304不锈钢尾纤套管。所述弹性部件一和弹性部件二为等强度的蝶形弹性部件。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型基于光纤光栅设计，采用两个等强度的蝶形弹性部件胶装应力光栅和温补光栅，精密的消除了温度影响；将部件采用铝外壳封装，强度高，耐久性好，封装简单，固定传感器方式灵活，可以根据现场实际情况进行调整量程和精度，应用范围广，传感器全部使用光学元件，防水效果佳，且易于组网，可实现实时在线测量。适应多种工程安装场合。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图；

图中：1、底座，2、主体外壳，3、滑轮支撑块，4、尾纤套管，5、光纤，6、应力光栅，7、温补光栅，8、弹性部件一，9、铠装结构，10、滑轮结构，11、钢丝绳，12、铝扣一，13、铝扣二，14、弹性部件二。

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做详细描述。

一种光纤光栅表面式裂缝传感器，包括主体外壳2，所述主体外壳2内安装有L型固定支撑支架3，所述L型固定支撑架3的竖直支撑臂通过螺栓固定安装主体外壳的侧边上，水平支撑臂通过螺栓固定安装在主体外壳的后壁上，所述竖直支撑臂的端部安装有平行水平支撑臂的弹性结构一8，所述弹性结构一8上胶装有应力光栅6；所述水平支撑臂的端部安装滑轮10和弹性结构二14，所述弹性结构二14上胶装有温补光栅7；所述主体外壳2两侧边还对称设有供光纤通过的孔，孔上连接有设有尾纤套管4，主体外壳2外的铠装光缆9的光纤5从主体外壳2一侧的孔和尾纤套管4进入主体外壳2内，并依次胶装在弹性结构一8 和弹性结构二14后从主体外壳2另一侧的孔和尾纤套管4伸出主体外壳2，还包括钢丝绳11，所述钢丝绳11一端通过铝扣12固定在弹性部件一8的一端，另一端穿过滑轮10后水平穿出主体外壳2。

所述钢丝绳11穿出主体外壳2时，在主体外壳2侧边上被铝扣13固定以确保钢丝绳11处于拉伸状态。

所述主体外壳2为铝壳；所述L型固定支撑支架3为铝支架。所述尾纤套管4为304不锈钢尾纤套管。所述弹性部件一8和弹性部件二14为等强度的蝶形弹性部件。