[实用新型]用于船体局部强度测量的光纤光栅应力传感器有效

专利信息
申请号: 201920213271.3 申请日: 2019-02-20
公开(公告)号: CN209459802U 公开(公告)日: 2019-10-01
发明(设计)人: 王为;刘传奇;李玉亮;乔立波;杨靖平 申请(专利权)人: 天津师范大学
主分类号: G01L1/24 分类号: G01L1/24
代理公司: 天津市杰盈专利代理有限公司 12207 代理人: 朱红星
地址: 300387 *** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 船体 光纤光栅应力传感器 本实用新型 传感器底座 光纤光栅 敏感器件 强度测量 固定板 传感器 光纤光栅传感器 温度补偿光栅 传感器连接 固定螺丝孔 应力传感器 波长变化 防水航插 局部结构 强度变化 实时监测 解调端 传感 光纤 船舶
【说明书】:

本实用新型公开了一种用于船体局部强度测量的光纤光栅应力传感器。主要包括:传感器底座固定板、传感器应变部分、应力传感敏感器件、固定螺丝孔、传感器连接部分、光纤防水航插装置、温度补偿光栅以及密封装置;作为应力传感器敏感器件的光纤光栅粘在两侧的传感器底座固定板上,船体局部强度变化将以光纤光栅的波长变化形式在解调端显示出来。本实用新型为船体局部结构的应力实时监测提供一种稳定可靠的光纤光栅传感器,提高了在船舶上使用此类传感器的可靠性和耐久性。

技术领域

本实用新型是一种用于船体局部强度测量的光纤光栅应力传感,属于光纤光栅传感器技术领域,涉及海洋船舶结构应力的监测与灾害预防,主要目的是对船体结构的局部强度进行测量。

背景技术

在各式各样的运输工具之中,船舶具有其它交通运输工具无法相比的巨大载货量以及低廉的价格优势,这使得船舶的使用需求日益增加。但是远洋船舶在营运过程中所面临地复杂水域条件,给船舶安全的保障带来了更多的挑战。在瞬息万变的水面上,很多意外的发生仅凭个人的判断是不可行的,船舶的驾驶人员需要通过传感器的监测来实时掌握船舶的实际状况,因此对于船体结构在正常及负荷状态下应力的检测是必不可少的。

由于光纤光栅对被感测信息用波长编码,而波长是一种绝对参量,它不受光源功率波动以及光纤弯曲等因素引起的系统损耗的影响,因而光纤光栅传感器具有非常好的可靠性和稳定性;另一方面光纤光栅传感器传感头结构简单、体积小,便于组成传感器网络;光纤本身能够抗电磁干扰、抗腐蚀、适宜在海洋这样恶劣的环境下工作。

用于测量船舶局部强度的光纤光栅应力光纤光栅传感器系统是在船体结构中设置应力传感器,以实现对于船体结构局部应力变化的实时自动化监测。它能够为船舶的驾驶人员提供真实可信赖的数据,测量船舶局部的强度,保障船舶行驶运输过程中的安全,抵御随时可能出现的各种意外情况。

发明内容

本实用新型是一种应用于海洋船舶的光纤光栅应力传感器设计,主要是针对目前应力传感器所存在的不足之处所设计,实现在恶劣的海洋环境影响下对于船舶结构局部应力的实时监测。

本实用新型为了实现上述目的,采用如下技术方案:

一种用于船体局部强度测量的传感器,其特征在于它包括固定部分、敏感部分和密封部分;

其中固定部分包括传感器底座固定板1和固定螺丝孔4,传感器底座固定板1位于传感器的两侧,每侧的固定板上都存在两个固定螺丝孔4;

所述敏感部分包括传感器应变部分2、应力传感敏感器件3、传感器连接部分5以及温度补偿光栅11;所述的应力传感敏感器件3由单根光纤光栅构成,光纤穿过防水航插,粘贴在两侧的传感器底座固定板1上,固定之后在两端给光纤一个预拉量;传感器应变部分2是当传感器受外力作用时会发生形变,导致光纤光栅的栅区发生变化;传感器连接部分5是将两边的传感器底座固定板1相连;温度补偿的光栅11粘贴在一侧的传感器底座固定板1内,不受应力作用而只受温度影响,通过补偿算法,便可进行温度补偿,消除温度对于测量船体局部强度的影响;

密封部分由密封壳7、密封底板6、光纤防水航插10、航插接口9和航插固定孔8构成,密封口里面会设置垫多层密封圈;其中密封壳7和密封底板6合成一个密闭的水密盒子,包裹住传感器除传感器底座外的其他应变部分,航插接口9与航插固定孔8位于密封壳7的侧面,目的是为了使光纤防水航插(10)能够稳定的安装在传感器上,使得光纤也受到水密保护。

本实用新型所述一种用于船体局部强度测量的传感器,其特征在于:该传感器通过连接部分5的承载,使得光纤光栅3粘贴在两侧传感器底座固定板1之间,并受传感器应变部分2的变形影响。该传感器密封装置由不锈钢材质制成,除两侧传感器底座固定板1之外其他部分都由密封装置包裹,同时光纤也受防水航插的水密接头保护。

本实用新型进一步公开了一种用于船体局部强度测量的传感器的使用方法,其特征在于包括:

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