[发明专利]一种光纤光栅变形环的钢轨或桥梁位移监测装置

摘要

一种光纤光栅变形环的钢轨或桥梁位移监测装置。该装置由固定夹组件、连接组件、光纤光栅环形位移传感组件、拉杆组件和传感器壳体装置组成。该装置部分由固定夹组件固定于钢轨上或桥梁被测梁体上，另一部分由传感器壳体固定于无砟道床上或桥梁基准梁体上，两部分通过连接组件连接。本发明将两支不同波长的光纤光栅呈垂直状态固化在刚性圆环上。被测对象产生位移产生的力通过拉杆和弹簧传递给刚性圆环，导致两支光纤光栅受力相反，中心波长向相反方向偏移，叠加其波长偏移值便得出被测对象的位移量，避免了光栅直接粘贴产生的光信号畸变，抵消了环境温度造成的干扰。该装置适应长期在线监测、灵敏、稳定可靠、结构紧凑、便于维修保养。

主权项

一种光纤光栅变形环的钢轨或桥梁位移监测装置，其特征在于：该装置由固定夹组件、连接组件、光纤光栅环形位移传感组件、拉杆组件和传感器壳体装置组成；其中固定夹组件包括钢轨固定夹(2)和固定夹紧固螺栓(3)，固定夹组件通过钢轨固定夹(2)夹持于被测钢轨(1)底部两侧，通过固定夹紧固螺栓(3)将其紧固；连接组件包括钢板(4)、钢板固定螺栓(5)、固定架固定螺栓(6)、连接钢索固定架(7)、连接钢索紧固螺栓(8)、连接钢索固定螺栓(10)和连接钢索(9)，钢板固定螺栓(5)将钢板(4)固定于钢轨固定夹(2)外侧，连接钢索固定架(7)由固定架固定螺栓(6)固定于钢板(4)外侧，连接钢索(9)一端由连接钢索紧固螺栓(8)固定于连接钢索固定架(7)上，另一端通过连接钢索固定螺栓(10)固定于拉杆(22)上；光纤光栅环形位移传感组件包括第1光纤(18‑1)、第2光纤(18‑2)和刚性圆环(19)，其第1光纤写有第1光栅(20‑1)，第2光纤写有第2光栅(20‑2)，第1光栅(20‑1)和第2光栅(20‑2)为不同波长的两个光纤光栅构成的光纤光栅对，光纤光栅固定钢管激光焊接于刚性圆环(19)上，并且呈垂直分布；第1光纤(18‑1)和第2光纤(18‑2)分别穿过光纤光栅固定钢管并呈垂直状态，使得所述的光纤光栅对处于刚性圆环(19)圆心处，光纤光栅对粘贴固化在光纤光栅固定钢管里；刚性圆环(19)沿第1光纤(18‑1)焊有相对方向的两个受力臂，其一端固定在传感器保护盒(14)壳体上，另一端与传递位移量的拉杆(22)相连；光纤光栅环形位移传感组件置于传感器壳体装置内，传感器壳体装置由两对固定脚(13)和四个固定脚固定螺栓(12)固定在无砟轨道的道床(23)上；传感器壳体装置由传感器保护盒(14)和拉杆保护管(11)组成；拉杆组件包括拉杆(22)、连接钢索固定螺栓(10)和弹簧(21)，弹簧的一端连接在刚性圆环(19)上，另一端通过拉杆(22)的安装孔与连接钢索(9)相连；对于监测桥梁简支梁或连续梁梁体间伸缩位移，则将连接钢索固定架(7)和传感器壳体装置的固定脚(13)分别固定在桥梁的被测梁体上和基准梁体上。