[实用新型]滑线式光纤应力变形传感器

说明书

滑线式光纤应力变形传感器是应力与变形测量的传感器件，适用于复杂和危险测量环境，特别适用于石油化工、建筑工程、水利工程、采矿工程和地质灾害防治的安全监测和工程质量评价。

目前，对测量环境的变形与应力的手段很多。如：电磁式、电阻式、电容式、电感式、钢弦式的应力计和变形计，但其多数不能满足测量环境的要求，如：对潮湿环境往往失效，更难于进行水下监测，又因调制与传输为电信号，易受到干扰和传输衰减，难于作工程遥测和监测联网，在易燃易爆环境下，如煤矿、石化工程要作特殊防护，因此，用上述手段测量其可靠性，安全性、长期性和经济性均存在许多难于解决的问题。

本实用新型的目的在于提供一种新型的滑线式光纤应力变形传感器，它不仅适用于各种复杂和危险的测量环境，而且具有微型化，灵敏度高、量程大和适应于长时效监测的要求。易于进行传感器列阵与联网，用微机作数据采集与分析。易于作工程的大范围监测并快速进行信息反馈。

本实用新型的目的是这样实现的，由光纤和一对三角齿齿板构成传感器传感元件，光纤穿越固定齿板和滑动齿板，两齿板的齿将光纤咬台，在外界变形和应力的作用下，滑动齿板平行固定齿板沿光纤轴向滑动，使光纤产生微弯曲率变化，以改变光纤的光泄漏，使其传输光强度受到调制，建立光强度变化与外界作用力或变形的关系，即可从光纤传导光强度变化信息，测量出作用的力学量的大小，由于其中一块齿板采用非对称设计，可以从光衰减的模式判断作用应力或变形的方向。

由于采用以上设计，传导光强度变化与力学量的关系具有良好的线性度和大的变化范围(测量量程)，还可保障测试的可重复性。

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的结构示意图

图2为传感元件的结构示意图

1-传动杆    2-外壳    3-回位弹簧    4-滑动齿板    5-固定齿板

6-增滑垫片  7-调节螺丝8-光纤导管    9-入射光纤    10-出射光纤

当外界有一位移或作用力推动传动杆1时，传动杆推动活动齿板4平行固定齿板6沿光纤9 10滑动，被活动齿板4和固定齿板5咬合的光纤9、10，微弯程度由调节螺丝7调整，在齿板4的滑动过程中，光纤9、10的曲率发生变化，使光纤9、10中的传导光强受到调制，传动杆测量后的复位由弹簧3控制，固定齿板6固定在外壳2上，入射光纤9和出射光纤10通过光纤联接柱从光纤导管8引出后，与外界光缆作无源联接，分别通向光源和光功率计，从光强度变化的检测，测定力学量的变化，整体结构的金属部分，均采用不锈钢和黄铜。