[实用新型]一种水杯式光纤Bragg光栅沉降仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水杯式光纤Bragg光栅沉降仪，属于光电子测量技术领域。

背景技术

地表沉降又称地面下陷或地陷，是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象。地表沉降将导致建筑物和生产设施的毁坏，因此，为保证工程的安全运行，监督施工质量和预防工程事故，需对高层建筑进行沉降测量。地表沉降议是一种根据定期测量变形量工作点的高程变化而计算出地表沉降量的设备，可用于堤坝、高速公路、铁路、软基加固等工程的地表沉降观测中。水管式沉降仪利用排气管来保证管路内的气压与外界大气压相平衡，该排气管容易堵塞，导致测量误差的增大，精确度得不到保证，且严重受限于人为因素和天气条件（李之中、李杰、郑水华，“水管式沉降仪的几点改进措施” 《水电自动化与大坝监测》，2010年12月刊，第6期第34卷）。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型一种水杯式光纤Bragg光栅沉降仪，采用光纤Bragg光栅传感器与连通器相结合来测量大坝等高层建筑的沉降，利用差压法，抵消掉大气压对沉降观测的影响，提高了测量精度；利用粘贴于等强度悬臂梁上、下表面的传感光栅对温度和压力响应的差异性，可实现对温度和液位的同时测量，且实现对温度波动干扰的补偿。

本实用新型采用的技术方案：一种水杯式光纤Bragg光栅沉降仪，其特征是：包括：长方体容器1，光纤Bragg光栅液位传感器                                                2，蛇形管3，光纤4，球形容器5，光纤Bragg光栅液位传感器6；长方体容器1和球形容器5都装有水，容器里装有水，长方体容器1和球形容器5由蛇形管3相连相通，构成一个密闭容器；蛇形管3和球形容器5内、外壳之间是一个空腔，光纤4从空腔引出；长方体容器1和球形容器5中分别放有结构相同的光纤Bragg光栅液位传感器2和光纤Bragg光栅液位传感器6，光纤Bragg光栅液位传感器2和光纤Bragg光栅液位传感器6分别通过光纤12与外部信号处理装置13连接。

所述的光纤Bragg光栅液位传感器为圆波纹膜片7与金属容器9构成一个密闭的腔体，等强度悬臂梁11顶端垂直固定金属传压杆8，金属传压杆8的顶端接触圆波纹膜片7的几何中心，在等强度悬臂梁11的固定端上下表面贴有光纤Bragg光栅10。

在长方体容器1和球形容器5的水面上加有一层油，这样可以加强密封效果。

所述的长方体容器1，蛇形管3，光纤4，球形容器5，圆波纹膜片7，金属容器9，光纤Bragg光栅10均为市售的普通元件；光纤Bragg光栅液位传感器2，光纤Bragg光栅液位传感器6，金属传压杆8，等强度悬臂梁11可以采用常规方法加工。

本实用新型的有益效果是：采用光纤Bragg光栅传感器与连通器相结合来测量大坝等高层建筑的沉降，利用差压法，抵消掉大气压对沉降观测的影响，提高了测量精度；利用粘贴于等强度悬臂梁上、下表面的传感光栅对温度和压力响应的差异性，可实现对温度和液位的同时测量，且实现对温度波动干扰的补偿。

附图说明

图1为水杯式Bragg光纤光栅沉降仪结构示意图；

图2为光纤Bragg光纤光栅液位传感器结构图。

图中：1-长方体容器，2-光纤Bragg光栅液位传感器，3-蛇形管，4-光纤，5-球形容器，6-光纤Bragg光栅液位传感器，7-圆波纹膜片，8-金属传压杆，9-金属外壳，10-光纤Bragg光栅，11-等强度悬臂梁，12-光纤，13-外部信号处理装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，以方便技术人员理解。

如图1所示：水杯式光纤Bragg光栅沉降仪，其特征是：包括：长方体容器1，光纤Bragg光栅液位传感器2，蛇形管3，光纤4，球形容器5，光纤Bragg光栅液位传感器6；长方体容器1和球形容器5都装有水，容器下层里装有水，上层有一定量的油，以提高长方体容器1密封性；长方体容器1和球形容器5由蛇形管3相连相通，构成一个密闭容器；蛇形管3和球形容器5内、外壳之间是一个空腔，光纤4从空腔引出；长方体容器1和球形容器5中分别放有结构相同的光纤Bragg光栅液位传感器2和光纤Bragg光栅液位传感器6，光纤Bragg光栅液位传感器2和光纤Bragg光栅液位传感器6分别通过光纤12与外部信号处理装置13连接。