[发明专利]光纤光栅应变传感器

说明书

技术领域

本发明涉及应变传感器测量技术领域，特别是涉及一种光纤光栅应变传感器。

背景技术

随着社会的发展与安全意识的增强，结构健康监受到越来越多的重视，监测测量精度的要求也随之增高，但是目前的应变传感器越来越难以满足高精度监测测量的需求。

光纤传感技术，尤其是光纤光栅传感器技术具有灵敏度高、抗电磁干扰、易复用以及耐腐蚀等优点，越来越受到结构健康监测行业的青睐。但是目前的光纤光栅传感技术受解调技术与本身传感特性的制约，其传感器监测测量精度处于微应变量级，灵敏度约为1.2pm/με。此外，由于光纤光栅本身对温度敏感的特性，其测量精度还受到温度变化的干扰，为此，对光纤光栅传感器进行温度自补偿显得非常必要。

目前常用的温度自补偿方式是设置参考光纤光栅，这种方式虽然消除了温度的干扰，但是光纤光栅传感器大量复用的情况下，大量的参考光纤光栅占据了大量的解调通道，浪费了解调资源，增加了结构健康监测成本。虽然有些光纤光栅传感器在只有一个光纤光栅的情况下实现了温度自补偿，但是其传感器本身结构复杂，不利于推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种光纤光栅应变传感器，此装置结构简单，不但能消除温度对应变测量的影响而且还能增加传感器的灵敏度系数。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种光纤光栅应变传感器，包括光纤和基体，基体包括用于固定连接被测件的固定部和用于温度补偿的补偿部，固定部包括左固定部和右固定部，补偿部包括左补偿部和右补偿部，左补偿部的左端固定连接于左固定部，右补偿部的右端固定连接于右固定部，光纤固定于左补偿部和右补偿部的上侧，光纤上刻写光纤光栅，光纤光栅设于左补偿部右端和右补偿部左端之间，左补偿部的右端与右补偿部的左端设有间隙，间隙长度大于等于光纤光栅长度。

进一步地，还包括连接部、左弯折部和右弯折部，左固定部和右固定部通过连接部连接，左弯折部的一端固定连接于左固定部、另一端固定连接于左补偿部，右弯折部的一端固定连接于右固定部、另一端固定连接于右补偿部的右端，左补偿部的上侧面和右补偿部的上侧面处于同一平面，平面平行于被测件的待测面。

进一步地，左弯折部分别垂直于左固定部和左补偿部，右弯折部分别垂直于右固定部和右补偿部。

进一步地，固定部可通过螺栓、粘贴或焊接方式固定于被测件上。

进一步地，补偿部为具有热胀冷缩效应的金属制件。

进一步地，光纤光栅通过黏胶或锡焊固定于基体上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明的基体包括固定部和补偿部，补偿部设有自由端，光纤固定于补偿部上侧，光纤光栅设于补偿部一对儿自由端之间，自由端之间的间距大于光纤光栅长度。当温度升高时，基体的补偿部随温度升高而膨胀，补偿部的自由端之间的光纤光栅随之被压缩，光纤光栅因被压缩导致的波长漂移量与温度引起的光纤光栅的波长漂移量相等，依此来实现该光纤光栅应变传感器的温度补偿。本发明结构简单，可以在只有一支光纤光栅的情况下实现温度自补偿功能，测量精度高。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图一；

图2是本发明实施例的结构示意图二；

图3是本发明实施例的尺寸标示示意图。

图中：1、光纤；11、光纤光栅；21、固定部；211、左固定部；212、右固定部；22、补偿部；221、左补偿部；222、右补偿部；23、连接部；241、左弯折部；242、右弯折部。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，为本发明一种光纤光栅应变传感器的一个实施例，包括光纤1和基体，基体包括用于固定连接被测件的固定部21和用于温度补偿的补偿部22，固定部21包括左固定部211和右固定部212，补偿部22包括左补偿部221和右补偿部222，左补偿部221的左端固定连接于左固定部211，右补偿部222的右端固定连接于右固定部212，光纤1固定于左补偿部221和右补偿部222的上侧，光纤1上刻写光纤光栅11，光纤光栅11设于左补偿部221右端和右补偿部222左端之间，左补偿部221的右端与右补偿部222的左端设有间隙，间隙长度大于等于光纤光栅11长度。