[发明专利]纳米级非接触光纤传感器测量用调整装置及方法

说明书

本发明公开了一种纳米级非接触光纤传感器测量用调整装置及方法，包括调整螺母，调整螺母下部穿插设有光纤传感器，上部穿插设有固定杆，且光纤传感器通过固定杆下方的孔安装在固定杆中，固定杆的上部套设有固定螺杆，且固定螺杆的下部外侧与调整螺母的上部内侧通过螺纹连接。本发明可以在较小的实验空间内对纳米级光纤传感器进行测量前保证量程的预安装以及实验测量时精确调整，使得纳米级光纤位移传感器达到最佳分辨率所在的量程范围。

技术领域

本发明涉及获取结合面静特性的试验装置，具体涉及一种纳米级非接触光纤传感器测量用调整装置及方法。

背景技术

在机床结合部表面变形测量中，由于结合面变形量很小，当前国内外测量时应用纳米级位移传感器获取在外载荷下结合面的位移。为了不破坏结合表面的特性，在非接触式测量方法中,通过将光纤传感器安装在相对静止的下部试件上，被测的上试件与传感器之间不发生接触。当给上试件施加外载荷时，结合表面受载，微凸体发生变形，利用光纤传感器采集和传输电信号获取外载荷下结合面变形量，为进一步求解结合部刚度提供依据。由上可知,光纤传感器的安装位置和调试决定了测量结果的准确性。为获取整个结合面的变形和变形分布情况，实验中想在结合面上沿同一直径上不同方向及不同直径上多布置几个光纤传感器来获取结合面各点的变形。

一方面，纳米级高精度光纤传感器分辨率很高，且量程很小，安装调整要求也很高，实验过程中微小的变动都会使测量结果失真，光纤传感器的安装调整既要求牢固可靠，也有要求操作时方便可调。另一方面结合面面压分布和变形分布范围很小，确保光纤传感器都在测量范围内，在狭小的结合表面安装多个光纤传感器，用现有的传感器调整装置来实现有明显不足之处。

现有的可用于高精度传感器精确调整的装置，都是采用带有二维或三维螺旋测微计的调整架或调整台，其结构尺寸相对较大，无法适合单个光纤传感器在小平面、孔内等狭窄位置安装和多个传感器同时测量的安装操作位置要求。结合面的位移测量是将下试件放置在实验方箱上，光纤传感器通过方箱上部的孔安装在下试件上，而且要同时安装多个，还要留出调整空间，现有的调整夹头无法满足空间及调整空间要求。如图1所示，在进行结合面刚度检测时，需要测量外载荷下结合面的变形量，为减小上下试件变形对结合面变形的影响，需将传感器布置在靠近结合面中心位置，需要在下试件上开孔将光纤传感器,由下方穿入孔中，为保证尽量不破坏结合面形貌，光纤探头直径都很小，最小的直径仅有0.17mm，对应传感器在下试件上的孔径只有0.2mm；且纳米级光纤传感器量程很小，测量前需要将光纤传感器位置调整至量程范围内，若直接安装将光纤传感器插入通孔时，只能通过手动控制光纤传感器插入的深度来确保光纤传感器头部到结合面的距离，而无法精确控制该段距离，保证距离测量表面在量程范围内，若多次直接调整还有可能将传感器头碰坏。现有调整装置无法实现实验装配之前的预调整，以满足微小量程的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米级非接触光纤传感器测量用调整装置及方法，以克服现有技术中的问题，本发明可以在较小的实验空间内对纳米级光纤传感器进行测量前保证量程的预安装以及实验测量时精确调整，使得纳米级光纤位移传感器达到最佳分辨率所在的量程范围。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

纳米级非接触光纤传感器测量用调整装置，包括调整螺母，调整螺母下部穿插设有光纤传感器，上部穿插设有固定杆，且光纤传感器通过固定杆下方的孔安装在固定杆中，固定杆的上部套设有固定螺杆，且固定螺杆的下部外侧与调整螺母的上部内侧通过螺纹连接。

进一步地，固定螺杆的上部连接有微调筒，微调筒的上部连接有调整套，调整套上连接有调整盖。

进一步地，微调筒的总长度比下试件的高度小1mm。

进一步地，光纤传感器和调整螺母的下部设置在支撑块中。

进一步地，固定螺杆的底部与固定杆之间设有弹簧。