一種光纖光柵壓力環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋼結(jié)構(gòu)表面應(yīng)變壓力測(cè)量原元件，具體來說，涉及一種光纖光柵壓力環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]在土木工程中，纜索、吊桿是常見并且重要的受力構(gòu)件，如何長(zhǎng)期的、準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的反應(yīng)這些受力構(gòu)件的工作狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的生產(chǎn)安全具有重大意義。而傳統(tǒng)的壓力環(huán)有油壓式、電磁式、振弦式等等，都存在壽命短、精度低、穩(wěn)定性差或者不能實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)受力情況的問題。光纖光柵傳感器具有尺寸小、重量輕、精度高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，同時(shí)具有實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的功能，近年來已經(jīng)廣泛應(yīng)用于橋梁、隧道等土木工程結(jié)構(gòu)中，但是光纖光柵壓力環(huán)容易受到溫度的影響，目前有很多關(guān)于光纖光柵溫度補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)研究，如專利號(hào)為CN203163914U的專利中，在測(cè)力環(huán)上設(shè)置有頂桿和懸臂梁，所述頂桿頂住懸臂梁的一端，通過在懸臂梁的正反兩面貼光纖光柵，來消除溫度對(duì)懸臂梁和光纖光柵的影響，達(dá)到提高測(cè)量精度的目的，但是，這種測(cè)力環(huán)不能除去溫度對(duì)測(cè)力環(huán)和頂桿本身的影響。
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的光纖光柵壓力環(huán)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能很好的除去溫度對(duì)壓力環(huán)影響的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的光纖光柵壓力環(huán)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能很好的除去溫度對(duì)壓力環(huán)影響的問題，本實(shí)用新型提出一種具有二次溫度補(bǔ)償功能的光纖光柵壓力環(huán)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且能夠最大程度的消除溫度對(duì)壓力環(huán)的影響。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種光纖光柵壓力環(huán)，包括壓力環(huán)，所述壓力環(huán)的外圓周面設(shè)置有若干菱形體，所述菱形體的一對(duì)角線上的兩端固定在所述壓力環(huán)外圓周面的軸線方向，所述菱形體的另一對(duì)角線上設(shè)置有壓力光纖光柵，所述壓力光纖光柵連接所述溫度傳感器。
[0007]進(jìn)一步的，所述壓力光纖光柵的兩端固定連接在所述菱形體的對(duì)角線上。
[0008]進(jìn)一步的，所述菱形體均布在所述壓力環(huán)的圓周面上。
[0009]進(jìn)一步的，所述溫度傳感器為溫度光纖光柵。
[0010]進(jìn)一步的,所述壓力環(huán)的高度是60mm-100mm。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:通過在壓力環(huán)的外表面上設(shè)置菱形體，并且該菱形體的一對(duì)角線上的兩端固定連接在壓力環(huán)的外表面軸向方向，所述菱形體的另一對(duì)角線上設(shè)置壓力光纖光柵，使得溫度對(duì)壓力環(huán)的徑向方向上的影響不會(huì)進(jìn)一步影響到壓力光纖光柵，并且溫度對(duì)壓力光纖光柵的直接作用與溫度對(duì)壓力環(huán)的軸向方向的作用互相抵消，這就實(shí)現(xiàn)了光纖光柵壓力環(huán)的溫度自補(bǔ)償；并且，通過設(shè)置溫度傳感器進(jìn)行二次補(bǔ)償，最大程度的消除溫度對(duì)壓力環(huán)的影響。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)與普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的光纖光柵壓力環(huán)的正視圖；
[0014]圖2是圖1的俯視圖。
[0015]圖中:
[0016]1、壓力環(huán)；2、菱形體；3、溫度傳感器；4、壓力光纖光柵。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)與普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018]如圖1-2所示的本實(shí)用新型實(shí)施例的一種光纖光柵壓力環(huán)，包括壓力環(huán)1，若干菱形體2均勻的分布在所述壓力環(huán)I的圓周面上，所述菱形體2的一對(duì)角線上的兩端固定在所述壓力環(huán)I外圓周面的軸線方向，所述菱形體2的另一對(duì)角線上開有細(xì)槽，壓力光纖光柵4的兩端固定在所述開口槽上，所述壓力光纖光柵4連接有溫度傳感器3，所述溫度傳感器3連接有輸出塊。
[0019]在實(shí)際應(yīng)用中，菱形體2的具體數(shù)量視具體工程需要而定；對(duì)于壓力光纖光柵4與菱形體2之間的固定方式來說，可以通過膠粘的方式，也可以通過光纖金屬化后用激光焊接，還可以使低熔點(diǎn)玻璃加高溫固化；在固定壓力光纖光柵4時(shí)，首先固定其一端，然后預(yù)拉另一端到一定波長(zhǎng)變化量后再固定；兩個(gè)菱形體2之間的壓力光纖光柵4通過光纖熔接機(jī)熔接在一起；優(yōu)選的，該溫度傳感器3為溫度光纖光柵；優(yōu)選的，所述壓力環(huán)I的高度是60mm-100mm;對(duì)于菱形體2與壓力環(huán)I之間的固定方式來說，可以是膠粘、螺釘緊固、普通焊接和激光焊接。
[0020]本實(shí)用新型的工作原理:當(dāng)溫度升高時(shí)，壓力光纖光柵4因?yàn)楸旧淼臒峁庀禂?shù)而使中心波長(zhǎng)變大，同時(shí)壓力環(huán)I本身也會(huì)膨脹，這種膨脹在壓力環(huán)的徑向和軸向都會(huì)發(fā)生，壓力環(huán)I的徑向膨脹對(duì)光纖光柵的中心波長(zhǎng)沒有影響，但軸向膨脹則會(huì)拉動(dòng)固定于壓力環(huán)I外圓周表面的菱形體2，使得菱形體2的另一條對(duì)角線收縮，而這條對(duì)角線上固定有壓力光纖光柵4，從而使壓力光纖光柵4的中心波變小，進(jìn)而抵消因?yàn)闊峁庀禂?shù)引起的中心波長(zhǎng)變大的影響，起到溫度補(bǔ)的作用。同時(shí)在壓力環(huán)I的外圓周表面還固定有一只光纖光柵溫度傳感器3，當(dāng)前面所述的溫度補(bǔ)償不能完全的去除溫度的影響后，可以用溫度靈敏系數(shù)Kt (Kt為光纖光柵壓力環(huán)在不受壓力的情況下，其中心波長(zhǎng)與所受溫度變化之間的線性關(guān)系)進(jìn)行殘余量的二次補(bǔ)償。
[0021]綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，通過在壓力環(huán)I的外表面上設(shè)置菱形體2，并且該菱形體2的一對(duì)角線上的兩端固定連接在壓力環(huán)I的外表面軸向方向，所述菱形體2的另一對(duì)角線上設(shè)置壓力光纖光柵4，使得溫度對(duì)壓力環(huán)I的徑向方向上的影響不會(huì)進(jìn)一步影響到壓力光纖光柵4，并且溫度對(duì)壓力光纖光柵4的直接作用與溫度對(duì)壓力環(huán)I的軸向方向的作用互相抵消，這就實(shí)現(xiàn)了光纖光柵壓力環(huán)的溫度自補(bǔ)償；并且，通過設(shè)置溫度傳感器3進(jìn)行二次補(bǔ)償，最大程度的消除溫度對(duì)壓力環(huán)I的影響。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖光柵壓力環(huán)，包括壓力環(huán)(1)，其特征在于:所述壓力環(huán)(I)的外圓周面設(shè)置有若干菱形體(2)，所述菱形體(2)的一對(duì)角線上的兩端固定在所述壓力環(huán)(I)外圓周面的軸線方向，所述菱形體(2)的另一對(duì)角線上設(shè)置有壓力光纖光柵(4)，所述壓力光纖光柵(4)連接有溫度傳感器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵壓力環(huán)，其特征在于:所述菱形體(2)均布在所述壓力環(huán)(I)的圓周面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵壓力環(huán)，其特征在于:所述壓力光纖光柵(4)的兩端固定連接在所述菱形體(2)的對(duì)角線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵壓力環(huán)，其特征在于:所述溫度傳感器(3)為溫度光纖光柵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光纖光柵壓力環(huán)，其特征在于:所述壓力環(huán)(I)的高度是60mm-100mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光纖光柵壓力環(huán)，包括壓力環(huán)，壓力環(huán)的外圓周面設(shè)置有溫度傳感器和若干菱形體，菱形體的一對(duì)角線上的兩端固定在壓力環(huán)外圓周面的軸線方向，菱形體的另一對(duì)角線上設(shè)置有壓力光纖光柵，光纖光柵上連接有溫度傳感器。本實(shí)用新型的有益效果：能夠使得溫度對(duì)壓力環(huán)的徑向方向上的影響不會(huì)進(jìn)一步影響到壓力光纖光柵，并且溫度對(duì)壓力光纖光柵的直接作用與溫度對(duì)壓力環(huán)的軸向方向的作用互相抵消，這就實(shí)現(xiàn)了光纖光柵壓力環(huán)的溫度自補(bǔ)償；并且，通過設(shè)置溫度傳感器進(jìn)行二次補(bǔ)償，最大程度的消除溫度對(duì)壓力環(huán)的影響。
【IPC分類】G01L1-26, G01L5-04, G01L1-24
【公開號(hào)】CN204313996
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420478684
【發(fā)明人】何文星
【申請(qǐng)人】北京瑞格星科技有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年8月22日