[实用新型]一种双层差分式光栅光纤传感器

说明书

本实用新型提供一种双层差分式光栅光纤传感器，包括：光纤传输线，具有4个独立包裹的光纤纤芯；内部双层梁骨架，具有凹型梁、凸型梁以及两个定位柱，凹型梁和凸型梁的两端焊接在两个定位柱上，在凹型梁和凸型梁的上、下表面贴附光纤光栅，并在中部开设置纤槽将4个光纤布置在其中，凹型梁的上表面以及凸型梁的下表面直角折角处分别开设有小孔，使光纤通过；以及外部铝制包装，呈矩形，具有4个圆形开口，左右两侧分别开设两个圆形开口用于通过光纤传输线，底面开设两个圆形开口用于通过定位柱。本实用新型主要通过双层凹凸型梁结构，实现了结构形变的测量，并解决了温度波动对结构形变测量的干扰问题，进一步提高了光纤传感器的监测精度。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，具体而言，尤其涉及一种双层差分式光栅光纤传感器。

背景技术

光纤光栅传感器，由于其结构体积小、重量轻和抗电磁干扰强等特点，使得其备受远程结构监测设备的青睐。然而，由于光纤光栅传感器主要是通过光栅中心波长发生偏移来感知周边物理环境变化，因此能够对光栅中心波长造成影响的因素皆能够对光纤传感器的监测产生影响。其中，温度作为一个不可忽视的波动因素，一直以来都是困扰光纤传感器监测精度提高和限制传感器应用的关键问题。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种双层差分式光栅光纤传感器。本实用新型主要通过双层凹凸型梁结构，消除了传感器周边环境温度波动的干扰，实现了结构形变的高精度测量。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种双层差分式光栅光纤传感器，包括：

光纤传输线，具有采用增强纤维填充的4个独立包裹的光纤纤芯；

内部双层梁骨架，包括一个凹型梁、一个凸型梁以及两个定位柱；凹型梁和凸型梁的两端采用焊接工艺分别连接在两个定位柱上，使其成为一个整体，在凹型梁和凸型梁的中部上、下表面开设置纤槽，并将4个光纤布置在其中，凹型梁的上表面以及凸型梁的下表面直角折角处分别开设有小孔，使光纤通过；所述凹型梁和凸型梁的上下表面均贴附了光纤光栅；

以及外部铝制包装，呈矩形，具有4个圆形开口，左右两侧面等高度的分别开设两个圆形开口，用于通过光纤传输线；底面分别开设两个开口，用于通过双层梁骨架的两个定位柱。

进一步地，所述的4个圆形开口直径均与光纤传输线或定位柱的直径保持一致，并在光纤传输线或定位柱通过后采用604硅胶进行密封处理。

进一步地，所述光纤传输线的外部采用聚氯乙烯保护套包裹。

进一步地，采用焊料对置纤槽和折角处的小孔进行填充，用于固定光纤。

进一步地，所述两个定位柱的两侧分别焊接有两个光纤紧固装置，光纤紧固装置中有4个圆形小孔，用于使光纤通过，同时采用604硅胶对光纤紧固装置的小孔进行填充，用于固定四根光纤。

进一步地，所述两个定位柱的底端分别设置有一个含有内螺纹的圆形孔，由定位柱的内侧贯穿到外侧。

进一步地，所述的差分光纤传感器还包括底座，底座为与所述定位柱圆形截面匹配的钢夹，钢夹的中部也有相应的内螺纹的圆形孔，钢夹套在定位柱上，通过螺丝将底座与定位柱刚固连接。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的双层差分式光栅光纤传感器，采用独特的双层梁结构，实现了结构形变的测量。通过对凹型梁和凸型上下表面测量波动量进行作差，能够有效地去除光纤传感器由于环境温度波动所带来的干扰，提高了结构监测稳定性，有利于大型复杂机械的结构监测。