[发明专利]光纤光栅测倾仪

说明书

本发明提供了一种光纤光栅测倾仪，属于传感技术领域，包括壳体，以及设置在壳体内的弹性梁、第一磁体、第二磁体、固定件和应变架；弹性梁上贴设有用于监测弹性梁伸长量的第一光纤光栅；第一磁体位于弹性梁下方，并通过刚性丝与弹性梁的自由端连接，悬吊于壳体内；第二磁体套设于第一磁体外，与第一磁体间隙配合并磁力相斥；固定件套设于第二磁体外并与第二磁体固接；应变架上设置有用于与固定件的侧壁相接的第二光纤光栅，第二光纤光栅设有至少四个且环绕固定件均匀间隔分布，至少四个第二光纤光栅用于配合监测第一磁体的倾角方向。本发明提供的光纤光栅测倾仪，实现了倾角大小和倾角方向的同步测量。

技术领域

本发明属于传感技术领域，更具体地说，是涉及一种光纤光栅测倾仪。

背景技术

对沿着竖直方向不同高度或者深度处的倾斜、变形信息的监测在高层建筑、深坑、高边坡等工程领域非常重要，通过监测，可掌握它们的倾斜、变形情况及其变化趋势。目前常采用的监测设备有电测斜仪和机械测斜仪。但是电测斜仪器的抗干扰能力差，读数不稳定，且工作人员的每次测量都必须到边坡现场实施，工作开展非常不便，不同的工作人员受主观影响后的读数结果也容易不同，而且无法做到实时监测。普通机械侧倾仪则由于复杂的传动结构使其所受摩擦阻力过大，难以实现精准的测量。

研究发现，光纤光栅传感技术因其抗电磁干扰、可多个传感器串接复用、可远程实时监测以及精度高等突出优势，非常适用于边坡等野外恶劣环境中的实时监测，因此基于光纤光栅原理变形测量技术研究不断。但在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中存在至少如下问题：现有的光纤光栅倾角仪传感器由于精度低、寿命短、体积大等缺点难以应用于工程结构的变形监测。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种光纤光栅测倾仪，旨在解决现有的光纤光栅倾角仪传感器由于精度低、寿命短、体积大等缺点难以应用于工程结构的变形监测的技术问题。

一方面，提供了一种光纤光栅测倾仪，包括：壳体，以及设置在所述壳体内的弹性梁、第一磁体、第二磁体、固定件和应变架；所述弹性梁一端与所述壳体内壁连接，另一端为自由端；所述弹性梁上贴设有用于监测所述弹性梁伸长量的第一光纤光栅；所述第一磁体位于所述弹性梁下方，并通过刚性丝与所述弹性梁的自由端连接，悬吊于所述壳体内；所述第二磁体套设于所述第一磁体外，与所述第一磁体间隙配合并磁力相斥；所述固定件套设于所述第二磁体外并与所述第二磁体固接；所述应变架固设于所述壳体内壁上，所述应变架上设置有用于与所述固定件的侧壁相接的第二光纤光栅，所述第二光纤光栅设有至少四个且环绕所述固定件均匀间隔分布，至少四个所述第二光纤光栅用于配合监测所述第一磁体的倾角方向。

作为本申请另一实施例，所述应变架包括与多个所述第二光纤光栅一一对应的多个应变梁；各所述应变梁的一端分别与所述壳体固定连接，另一端设置有所述第二光纤光栅。

作为本申请另一实施例，所述应变架上还设置有用于与所述固定件的侧壁滚动接触的滚轮。

作为本申请另一实施例，所述光纤光栅测倾仪还包括设置在所述第一磁体的底部的配重体。

作为本申请另一实施例，所述配重体通过刚性丝与所述第一磁体连接，所述第一磁体位于所述第二磁体所围成空腔的中下部。

作为本申请另一实施例，所述光纤光栅测倾仪还包括设置在所述壳体内的第一定滑轮，所述弹性梁水平设置，所述刚性丝绕经所述第一定滑轮与所述弹性梁连接。

作为本申请另一实施例，所述光纤光栅测倾仪还包括设置在所述壳体内的力放大组件，所述力放大组件位于所述第一磁体和所述弹性梁之间，用于将所述第一磁体对所述弹性梁的拉力放大。