[发明专利]壳构件应力的光纤监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤应力应变传感装置，特别是涉及一种壳构件应力的光纤监测装置。

背景技术

智能结构是当今国内外研究的热点，其是将传感元件、驱动元件和控制系统结合在基体材料中构成，在航空航天飞行器、核反应堆、舰船、潜艇、海洋工程和桥梁等方面具有广阔的应用前景。智能结构中的传感元件主要有电磁、声学、化学、力学传感器、生物传感器、光纤、压电陶瓷、压电聚合物、电阻应变计等，而光纤传感器是非常重要的一个方向。光纤传感器又分为分布式和准分布式，准分布式包括光纤光栅传感器、光纤微弯传感器；分布式传感器包括布里渊散射光纤传感器、光纤拉曼传感器，两者相对于其他传感器具有抗电磁干扰、重量轻、精度高、寿命长、耐高温等诸多优点，但其安装困难、监测设备昂贵，这些都限制了推广使用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种壳构件应力的光纤监测装置。该壳构件应力的光纤监测装置即对传感光纤具有良好的保护作用，又可以在结构变化时检测应力的变化，并具有分布式监测能力，采用光源-光功率测试仪或光适于反射计作为测试装置，成本低精度高。使本发明光纤应力监测装置具有使用寿命长、精度高、用途广的特点。其结构简单、使用方便、测量精度高、测量稳定性和有效性强、生产成本低，便于推广使用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：壳构件应力的光纤监测装置，其特征在于：包括分布在壳构件上的第一凹槽，在第一凹槽内的相对两面上分别安置有相互交错对应的A侧变形齿和B侧变形齿，且在第一凹槽的相对两面的A侧变形齿和B侧变形齿之间夹有第一信号光纤，所述第一信号光纤与测试单元相接，所述测试单元接处理单元，所述第一凹槽内填充有粘结剂，所述第一凹槽的外部覆盖有保护蒙皮。

上述的壳构件应力的光纤监测装置，其特征在于：所述壳构件上平行并排布设有多条第一凹槽。

上述的壳构件应力的光纤监测装置，其特征在于：所述的壳构件上布设有第二凹槽，在第二凹槽内的相对两面上分别安置有相互交错对应的A侧变形齿和B侧变形齿，且在第二凹槽的相对两面的A侧变形齿和B侧变形齿之间夹有第二信号光纤，所述第二信号光纤与测试单元相接，所述测试单元接处理单元，且第二凹槽与第一凹槽呈一大于零度、小于180度的夹角。

上述的壳构件应力的光纤监测装置，其特征在于：所述第一凹槽位于壳构件的上表面层，所述第二凹槽位于壳构件下表面层。

上述的壳构件应力的光纤监测装置，其特征在于：所述第二凹槽外部覆盖有保护蒙皮。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、壳构件应力的光纤监测装置中，由于光纤是预置在凹槽内的，所以具有先天的保护构造，使传感光纤的埋置成活率大幅度的提高，从而大大降低了传感光纤的布设成本和壳构件的建造成本；

2、由于传感光纤与壳构件有机的结合在一起，使传感光纤可以实时监测壳构件的应力变化，且不影响壳构件的基体强度，易于使用推广；

3、在壳构件破损时，可以实时监测到破损部位及其大小，为进一步的采取措施及时提供了信息；

4、在许多情况下，所述的壳构件并不是平板形，如飞机的机翼、舰船的外壳都是根据流体动力原理设计的，同样可以采用本发明的监测方法进行全方位的监测，保证安全。

综上所述，本发明结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，不影响壳构件的特性，又达到了监测的目的，使本发明的装置具有更好的精度、更长的使用寿命、以及更广泛的用途。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明第一具体实施方式的结构示意图。

图2为图1中的A-A剖视图。

图3为本发明第二具体实施方式的结构示意图。

图4为本发明第三具体实施方式的结构示意图。

图5为图4中的B-B剖视图。

图6为图4中的C-C剖视图。

附图标记说明：

1-延长光纤；     4-第一凹槽；        4-1-A侧变形齿；

4-2-B侧变形齿；  5-测试单元；        6-第一信号光纤；

7-处理单元；     8-第二信号光纤；    9-第二凹槽；

10-壳构件；      12-保护蒙皮。

具体实施方式

实施例1