[发明专利]测校一体的船用光纤光栅应变传感器系统

权利要求书

1.一种测校一体的船用光纤光栅应变传感器系统，由光纤光栅应变传感器和传感器校准装置组成，所述光纤光栅应变传感器具有一光纤光栅，所述光纤光栅两端分别固定连接在传感器固定端和传感器活动端，所述传感器固定端通过固定端焊接底座固定连接在定位板上，所述传感器活动端通过活动端焊接底座与定位板连接，且活动端焊接底座可沿定位板前后调节移动，使光纤光栅两固定点间的距离为有效应变长度L；所述传感器校准装置具有一高精度微分螺杆和回位弹簧，所述高精度微分螺杆通过螺杆安装座固定连接在定位板上，所述螺杆安装座与活动端焊接底座之间通过回位弹簧连接，使高精度微分螺杆的顶头始终与活动端焊接底座接触连接，由高精度微分螺杆配合回位弹簧可以控制传感器活动端前后方向滑动,并可精确控制传感器活动端滑动的位移量ΔL，从而对光纤光栅应变传感器施加标准应变量ε＝ΔL/L，实现光纤光栅应变传感器的安装或校准。

2.根据权利要求1所述的测校一体的船用光纤光栅应变传感器系统，其特征在于：所述光纤光栅中间用保护钢管进行防护,所述保护钢管与传感器固定端采用螺纹方式固定连接,与传感器活动端采用油封的方式连接,使传感器活动端可以沿保护钢管轴向自由滑动，从而将传感器固定端和传感器活动端之间的变形量传递到光纤光栅。

3.根据权利要求1所述的测校一体的船用光纤光栅应变传感器系统，其特征在于：所述传感器固定端和传感器活动端分别通过紧固螺钉与固定端焊接底座和活动端焊接底座安装在一起，所述固定端焊接底座和活动端焊接底座通过焊接的方式安装在被测表面。

4.根据权利要求1所述的测校一体的船用光纤光栅应变传感器系统，其特征在于：所述传感器固定端放置在定位板的固定端槽位内,所述固定端槽位两侧限制传感器固定端左右移动,并使用限位螺钉使传感器固定端无法前后滑动,所述传感器活动端放置在定位板的活动端槽位内,所述活动端槽位两侧限制传感器活动端左右移动。

5.一种权利要求1-4任一所述的测校一体的船用光纤光栅应变传感器系统的安装校准方法，其特征在于，包括初始安装校准方法和使用过程中校准、更换光纤光栅应变传感器的方法：

(1)初始安装校准方法

首先，将传感器固定端初步的焊接固定在被测表面，校准光纤光栅应变传感器：用高精度微分螺杆顶住传感器活动端,使光纤光栅处于松弛状态,安装回位弹簧,并松高精度微分螺杆使光纤光栅被拉伸,至中心波长开始增加变化时,记下高精度微分螺杆的初始位置,继续拉伸光纤光栅，对光纤光栅应变传感器施加标准应变量ε，此时光纤光栅中心波长变化量为Δλ，则可以得到光纤光栅应变传感器的灵敏度系数为k_ε＝Δλ/ε，再将传感器活动端初步焊接固定在被测表面，然后，取下传感器校准装置、定位板后，再对传感器固定端和传感器活动端进一步焊接固定。

(2)使用过程中校准、更换光纤光栅应变传感器的方法

首先，安装好传感器校准装置、固定端焊接底座、活动端焊接底座和定位板，卸下传感器活动端和焊接底座之间的紧固螺钉，使传感器活动端即可在活动端槽位内自由滑动，然后，采用初始安装校准方法中的校准光纤光栅应变传感器对光纤光栅应变传感器进行校准；校准后，如光纤光栅应变传感器灵敏度系数变化在额定范围中，则将传感器活动端再次紧固在焊接底座上，恢复原状态，在软件中重新设置灵敏度系数即可，如光纤光栅应变传感器灵敏度系数变化超过额定范围，甚至线性发生变化，则卸下传感器固定端的紧固螺钉，更换另一台经过校准的对光纤光栅应变传感器即可。