[发明专利]一种碳纤维封装光纤光栅应变传感器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种碳纤维封装的光纤光栅应变传感器，其包括中间交错对称开槽结构的弹性梁、光纤光栅、碳纤维编织布、保护管、安装杆I、安装杆II、铠装光缆、光纤松套管等组成。利用碳纤维编织布将光纤光栅两端的光纤尾纤固定在弹性梁上，并套上保护管，将安装杆I和安装杆II分别通过螺纹固定在弹性梁的两端，并用铠装光缆和光纤松套管保护光纤尾纤。将安装杆I和安装杆II分别固定在待测物体上时，待测物体的形变使安装杆I和安装杆II产生相对位移，通过力的传递，进而在碳纤维编织布的带动下，光纤光栅受到拉伸或者压缩，从而引起光纤光栅的反射波长的移动，通过检测光纤光栅的反射波长的移动量，即可计算得到待测物体应变信息。该传感器具有灵敏度高、测量精度高、长期可靠性好、抗电磁干扰、抗雷击、抗腐蚀、可组网、可重复使用等诸多优点。

主权项

一种碳纤维封装的光纤光栅应变传感器，其包括安装杆I(6)、保护管(7)、弹性梁(8)、安装杆II(9)、铠装光缆(10)、光纤松套管(11)、碳纤维编织布(12)、光纤光栅(13)、光纤尾纤(14)。其特征在于：所述弹性梁(8)由螺纹装配杆I(1)、碳纤维缠绕杆I(2)和交错对称开槽的结构体(3)、碳纤维缠绕杆II(4)、螺纹装配杆II(5)等五部分组成；所述光纤光栅(13)两端的所述光纤尾纤(14)分别通过所述碳纤维编织布(12)固定在所述弹性梁(8)两端的所述碳纤维缠绕杆I(2)和所述碳纤维缠绕杆II(4)上。所述碳纤维缠绕杆I(2)和所述碳纤维缠绕杆II(4)的相对位移转换为所述光纤光栅(13)的应变量，进而导致所述光纤光栅(13)的中心反射波长的变化；所述保护管(7)套到所述弹性梁(8)的中间部分，而所述安装杆I(6)和所述安装杆II(9)分别通过螺纹紧固的方式固定在所述弹性梁(8)两端的所述螺纹装配杆I(1)和所述螺纹装配杆II(5)上，并与所述保护管(7)为间隙配合；所述光纤尾纤(14)用所述铠装光缆(10)和所述光纤松套管(11)保护，并分别与所述安装杆I(6)和所述安装杆II(9)进行密封性连接。