[发明专利]基于二维同轴布拉格结构的应变传感器

摘要

本发明公开了一种基于二维同轴布拉格结构的应变传感器，包括结构均匀的内导体、介质填充层、结构均匀的外导体、护套和不均匀结构，不均匀结构具有角向和轴向的二维周期性；应变测量时，与网络分析仪连接，网络分析仪输入主模的入射波并获取主模的传输系数随频率变化的曲线，当被测结构受力拉伸后，应变传感器与被测结构协同变形以使得不均匀结构在轴向上的周期长度发生变化，使得阻带中心频率偏移，测量阻带中心频率偏移的频移量以确定被测结构的应变量。与现有技术相比，该应变传感器能够适应恶劣服役环境，具备高精度、高耐久性和较大应变测量范围，可广泛应用于大跨度桥梁、隧道、高层/高耸结构、水库大坝等重要基础设施的结构健康监测过程中的应变测量。

主权项

1.一种基于二维同轴布拉格结构的应变传感器，包括结构均匀的内导体、介质填充层、结构均匀的外导体和护套，所述介质填充层套装于所述内导体，所述外导体套装于所述介质填充层，所述护套包覆于所述外导体，所述内导体的外径等于所述介质填充层的内径，所述内导体、介质填充层、外导体及护套的中心轴线位于同一直线上，其特征在于：还包括设置于内外导体之间的介质填充层上的不均匀结构，所述不均匀结构具有角向和轴向的二维周期性；应变测量时，所述应变传感器与网络分析仪连接，所述网络分析仪输入主模的入射波至所述应变传感器并获取所述主模的传输系数随频率变化的曲线，当被测结构受力拉伸后，所述应变传感器与所述被测结构协同变形以使得所述应变传感器内部的具有二维周期性的所述不均匀结构在所述轴向上的周期长度发生变化，从而使得阻带中心频率偏移，所述网络分析仪测量阻带中心频率偏移的频移量以确定所述被测结构的应变量。