[实用新型]高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器

说明书

一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，涉及一种传感器，包括光纤光栅、箔片、凯装管、带有开口槽的高分子槽条；所述光纤光栅沿箔片的纵向粘贴固定于该箔片上，高分子槽条的开口槽覆盖住光纤光栅的光栅并粘结固定在箔片上；所述的凯装管穿设在光纤光栅的尾纤上，该凯装管一端为自由端，另一端为固定端，凯装管的固定端伸入高分子槽条两端端口并粘结固定于箔片上，箔片通过点焊固定在预应力筋上。本实用新型可有效防止光纤光栅弯折，且采用不锈钢箔片配合使用高分子槽条封装光纤光栅，可减少传感器运输过程及安装过程发生损坏，提高变形能力、稳定性、抗干扰性和灵敏度，从而提高了光纤光栅传感器的使用精度和使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器。

背景技术

光纤布拉格光栅（FBG）作为敏感元件，具有灵敏度高、体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、结构简单、安全可靠等优势，并且其对温度、湿度、应变、加速度等外界物理环境的变化表现出较为敏感的特性，具有良好的线性响应。正是由于光纤传感技术的这些突出优点，因此光纤光栅传感监测技术在土木及水利工程、桥梁健康监测、公路健康监测领域得到了广泛的应用。目前，光纤光栅传感监测技术被广泛应用于土木工程、医疗航天航空等领域中，尤其在土木工程中桥梁拉索、吊杆、预应力筋等钢索类构件的健康监测。但是由于光纤光栅是通过紫外光写入技术成型的敏感元件，质脆易折，在复杂多变的环境下进行拉索、吊索、预应力筋等的索力监测，裸光栅容易遭受外力、酸性或碱性介质的伤害，则有必要对光纤光栅进行封装保护。光纤光栅封装方式一般分为管式与基片式，其中管式封装方式，光栅不能完全确保与管轴线完全贴合，会存在预定的夹角，不能完全真实反映被测基体的感应参量；基片式封装方式，通常以粘贴的方式进行布设，在复杂环境中，胶水老化导致脱粘的可能性高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，在防止光纤光栅弯折的同时，还能解决现有技术存在的不能完全真实反映被测基体的感应参量、胶水老化导致脱粘的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器，包括光纤光栅，还包括箔片、凯装管、带有开口槽的高分子槽条；所述光纤光栅沿箔片的纵向粘贴固定于该箔片上，所述高分子槽条的开口槽覆盖住光纤光栅的光栅并粘结固定在箔片上；所述的凯装管穿设在光纤光栅的尾纤上，该凯装管一端为自由端，另一端为固定端，凯装管的固定端伸入高分子槽条两端端口并粘结固定于箔片上，箔片通过点焊固定在预应力筋上。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的高分子槽条采用耐热250℃以上的聚四氟乙烯制成。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的高分子槽条的开口槽内填充有凝固胶材。

本实用新型的再进一步技术方案是：所述的凝固胶材以及高分子槽条、光纤光栅、凯装管粘结在箔片上所用的材料均为双组份环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂粘贴后经烘干凝固。

本实用新型的再进一步技术方案是：所述烘干的条件为：压力0～3MPa，时间为6～10个小时，温度60～90度。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的高分子槽条两端端口为长度是1～2mm的收缩状限位口，该限位口与凯装管的固定端相配合。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的箔片通过便携式锂电池点焊机点焊固定在预应力筋上。

本实用新型的进一步技术方案是：所述箔片为厚度是0.1mm∼0.2mm不锈钢箔片，箔片的轴线中心设有敏感元件定位线，所述的光纤光栅布设在该敏感元件定位线上。

本实用新型的再进一步技术方案是：所述箔片为不锈钢箔片，凯装管为不锈钢线路软管。

由于采用上述结构，本实用新型之高分子与金属材料组合封装的光纤光栅索力传感器与现有技术相比，具有以下有益效果：