[实用新型]一种光纤光栅土压力传感器

说明书

本实用新型公开了一种光纤光栅土压力传感器，包括缸体和等强度梁，缸体的上部安装有压差膜盒，压差膜盒的下部固定有顶杆，顶杆的一端垂直向下与等强度梁相连接，等强度梁上粘贴有应变光纤光栅，应变光纤光栅穿过缸体侧壁上设置的堵头与光信号调解处理装置相连接，且应变光纤光栅通过光纤与一个自由状态不受力的光纤光栅温度传感器串联；本实用新型通过在强度梁上粘贴应变光纤光栅的设置，使得压差膜盒在承受压力后，能够将该作用力通过顶杆作用到等强度梁的悬臂端，等强度梁产生变形，引起应变光纤光栅的应变，经光纤传递到光信号调解处理装置内分析处理，从而得出土压力的数值，增大了本实用新型一种光纤光栅土压力传感器的灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及土压力传感器，具体为一种光纤光栅土压力传感器。

背景技术

“土压力”主要指挡土结构(挡土墙、桥台、码头板桩墙、基坑护壁墙等)所受土体侧压力。在土与结构的相互作用下，挡土结构所受侧压力的总值，随着结构与土相对位移的方向和位移量而变化，侧压力的分布则随着结构的柔性变形和施工程序的不同而变化。土压力计则是专门用于测量土压力的传感器，其主要用于测量土方和堤坝的总压力，混凝土或钢结构与土体接触面的土压力，挡土墙上的土压力等，广泛应用于建筑、水电、大坝、隧道等工程领域。

目前，市场上现有的土压力计的从传感原理主要分为：振弦式，气动式、电阻应变式及光纤光栅式。其中主要以振弦式土压计为主，其性能稳定，使用范围广、灵敏度高、温度影响小，但长期稳定性差有蠕变，易受电磁干扰，但是在一些易燃易爆、强电磁干扰的恶劣环境以及需远距离检测的场合，这些以电作为传感信号的土压计就很难派上用场。光纤光栅土压计是一种可以形成传感网络系统的新型光纤位移传感器，具有光纤传感器的许多优点，其中最重要的就是光纤光栅传感器的传感信号为波长调制，这一传感机制的好处在于：(1)测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响；(2)避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点需要；(3)能方便的使用分复用技术，在一根光纤中串接多个光纤光栅进行分布测量，但是现有的光纤光栅传感器灵敏度不够，不能够快速感应土压力承压数值的变化。本实用新型根据现有的光纤光栅传感器存在的问题，提出了一种具有灵敏度高，结构紧凑简单，安装方便的光纤光栅土压力传感器，同时，该光纤光栅土压力传感器还具有抗腐蚀、抗电磁干扰，耐久性强，可靠性高，易于组成网络等特点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光纤光栅土压力传感器，从而解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供一种光纤光栅土压力传感器，包括缸体和等强度梁，缸体的上部安装有压差膜盒，压差膜盒的下部固定有顶杆，顶杆的一端垂直向下与等强度梁相连接，等强度梁通过螺栓固定安装在缸体的内部底面上，等强度梁上粘贴有应变光纤光栅，应变光纤光栅穿过缸体侧壁上设置的堵头与光信号调解处理装置相连接，且应变光纤光栅通过光纤与一个自由状态不受力的光纤光栅温度传感器串联。

作为本实用新型的一种优选技术方案，等强度梁以悬臂的形式固定安装在缸体的内部底面上。

作为本实用新型的一种优选技术方案，等强度梁为具有弹性的金属材料制作而成，缸体是由防腐蚀材料制作而成。

作为本实用新型的一种优选技术方案，堵头的顶端设置有密封圈。

本实用新型所达到的有益效果是：

1、本实用新型通过在强度梁上粘贴应变光纤光栅的设置，使得压差膜盒在承受压力后，能够将该作用力通过顶杆作用到等强度梁的悬臂端，等强度梁产生变形，引起应变光纤光栅的应变，应变光纤光栅的应变经光纤传递到光信号调解处理装置内进行分析处理，从而得出土压力的数值，增大了本实用新型一种光纤光栅土压力传感器的灵敏度。