[发明专利]路用光纤光栅层间相对水平位移传感器

摘要

本发明提供了一种路用光纤光栅层间相对水平位移传感器。本发明可实现对路面结构内部层间相对水平位移的测试。顶盖埋入上层结构底部；中心柱连接顶盖与等强度梁，使两者共同运动；底板埋入下层结构顶部，监测两层结构相互位移情况；固定环用于固定顶盖与底板，使两者仅能产生切向的位移，不会相互分开；硅胶垫放置于固定环与底板之间，限制底板与顶盖的旋转，并实现两者间产生位移后的回弹；固定板用于固定硅胶垫等结构，使其位于底板内部；等强度梁将传感器产生的水平滑移转化为竖向位移；滑槽设置于底板内部，上面覆盖有玻璃盖板以增加其抗划能力；光纤光栅由专用结构胶粘贴在等强度梁上，可以将等强的梁的变形转化为光纤光栅的波长改变。

主权项

1.一种路用光纤光栅层间相对水平位移传感器，包括：顶盖(1)、中心柱(2)、底板(3)、固定环(4)、硅胶垫(5)、固定板(6)、等强度梁(7)、光纤光栅(9)和玻璃片(10)，其特征在于，所述底板(3)的下部设有固定板槽(11)，固定板(6)设置在底板(3)下部的固定板槽(11)内，底板(3)的上部设有滑槽(8)，滑槽(8)内设有玻璃片(10)，硅胶垫(5)设置在底板(3)下部的固定板(6)上，固定环(4)设置在硅胶垫(5)内的固定板(6)上，顶盖(1)设置在底板(3)的顶部，底板(3)上设有等强度梁(7)，光纤光栅(9)固定在等强度梁(7)上，中心柱(2)的上端与顶盖(1)相连接，中心柱(2)的下端与固定环(4)相连接；所述顶盖(1)为中间带孔(12)的长方体，孔(12)的大小与中心柱(2)顶端的尺寸相符；所述的光纤光栅(9)由胶水粘贴在等强度梁(7)上；所述的光纤光栅(9)为四根，分别粘贴在等强度梁(7)的四个方向上；所述中心柱(2)为中间带有四个方向小孔的立方体，其中上半部分与顶盖(1)相连，下半部分与固定环(4)相连，以保持顶盖与底板的相互位置，并使其在水平方向可以自由活动，固定环与中心柱之间夹持有等强度梁，在传感器制作完成后，等强度梁(7)、中心柱(2)、顶盖(1)、固定环(4)四者间为固定不可活动的结构，即顶盖与底板产生相对位移后，顶盖会连带中心柱及等强度梁在底板上的滑槽进行滑动；顶盖与底板分别位于上层结构底部与下层结构顶部，一旦路面结构层间发生了位移，会造成传感器顶盖与底板间的相对滑动，使固定在顶板上的等强度梁在底板上的滑槽上滑动，继而等强度梁产生变形，通过粘贴在等强度梁上光纤光栅的波长改变量，可以计算出等强度梁的端部挠度，再通过几何关系即可得到路面结构沿某一方向的位移量；该传感器内共有四个相互垂直的等强度梁，可以测量四个方向的层间位移量，分别计算出各个方向上的位移后将其进行矢量叠加，就可以确切的测得层间相对位移的大小和方向。