專利名稱：金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖光柵傳感器，特別是一種用于金屬結(jié)構(gòu)材料腐蝕監(jiān) 測的光纖光柵傳感頭，主要應(yīng)用于橋梁、船舶、建筑工程等建筑物使用的結(jié) 構(gòu)鋼，在海洋、河流和環(huán)境大氣中發(fā)生銹蝕情況的監(jiān)測。 .
背景技術(shù)：
金屬材料的腐蝕，特別是鋼結(jié)構(gòu)材料的銹蝕，將造成由金屬材料構(gòu)建的 橋梁、船舶、建筑工程等建筑物的損壞，帶來巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會 影響。對金屬結(jié)構(gòu)材料銹蝕的監(jiān)控，是目前建筑界和工業(yè)界的迫切需要。
船舶、橋梁等長期處于海洋、河流環(huán)境中，腐蝕極為嚴重，而腐蝕速度 與水的流動速度、氣泡、溫度、沖擊性以及水中所含微生物等因素都有著極 為密切的關(guān)系。金屬材料在水中的腐蝕主要有電化學腐蝕、機械作用腐蝕、 生物腐蝕和化學腐蝕等。單純用一種電化學或者生物腐蝕檢測的方法，難以 得到完整的腐蝕程度和腐蝕速度。
為了解決結(jié)構(gòu)材料的銹蝕老化的問題，人們采取油漆、電鍍、電化學等 技術(shù)以減輕銹蝕的速度和程度。但是這些措施不可能完全防止銹蝕的發(fā)生。' 因此人們必須在防銹的同時，隨時了解、監(jiān)測這些材料被腐蝕的情況，以便 及時采取防范措施。在線監(jiān)測鋼材等金屬材料的銹蝕狀態(tài)，掌握腐蝕速度及 其變化規(guī)律，對于確保建筑結(jié)構(gòu)的安全運行，具有十分重要的意義和經(jīng)濟價 值。 .
為了監(jiān)測金屬結(jié)構(gòu)材料的銹蝕狀況，人們已經(jīng)提出了若干技術(shù)方案。在
先技術(shù)之一Rutherford P, Ikegami R. Shrader J et al.. Novel NDE fiber optic corrosion sensor[C]. SPIE， 1996， 2718:229~237，針對飛機上鋁材腐蝕監(jiān)測的問 題，將鋁膜沉積到光纖上形成金屬包層，利用不同角度的光入射下探測到的 輸出光束的能量曲線的變化來了解鋁膜腐蝕的情況。這種技術(shù)存在難于定量 監(jiān)測的缺點，而且制作工藝復雜、成本高。 .
4在先技術(shù)之二..方祖捷，金屬銹蝕監(jiān)測光纖光柵傳感裝置，中國專利
200510024173.8 (2005.8.24公開)，和ZL200520039917.9(2006.6.21授權(quán))，利 用光纖光柵感知鋼材制作的彈簧被腐蝕后彈性系數(shù)的變化，來監(jiān)測結(jié)構(gòu)鋼銹 蝕的情況。文獻[陽莎中國激光]報道了采用這一方法的實驗測試結(jié)果。但是 這一方法對于結(jié)構(gòu)鋼材需要采用彈簧的形式，限制了應(yīng)用的普遍性。而且該 傳感器的結(jié)構(gòu)不適合在海洋和河流中使用。
在先技術(shù)之三方祖捷，監(jiān)測金屬銹蝕的光纖傳感裝置，中國專利 200510024176.1 (2005.8.24公開),和ZL200520039916.4(2006.6.21授權(quán))，利
用光纖環(huán)的雙折射效應(yīng)來感知圓柱形鋼材被銹蝕的狀態(tài)。該方法監(jiān)測的范圍 比較小。鋼材被腐蝕到一定程度后雙折射的變化將會不敏感。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了克服上述在先技術(shù)的缺點，更好地滿足金屬銹蝕狀況監(jiān) 測的實際需求，提出一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，該傳感頭應(yīng)具有結(jié) 構(gòu)簡單、制作容易、成本低廉和適用范圍廣等特點。
本實用新型的基本原理如下
將厚度為/1的待測的金屬材料薄板固定在一個內(nèi)徑為及的圓筒端面上，構(gòu) 成一個固支圓板結(jié)構(gòu)，如圖1所示。當薄板中部受到頂力F時，圓板形變， 中點的撓度W與薄板材料的力學特性和厚度有關(guān)，滿足如下的表示式
.A2 —歸
式中D- ￡/ 3 2、為板材的抗彎強度，其中五和^為材料的楊氏模量和泊松 〗2(1-//)
比。可見圓板的撓度w是圓板厚度的函數(shù)，圓板被腐蝕后厚度減小，本實用 新型的基本原理是利用固支圓板的撓度來表示金屬圓板的腐蝕狀況，而撓度 的變化用光纖光柵的應(yīng)變來測量。
根據(jù)以上基本原理，本實用新型的技術(shù)解決方案有如下幾種
一、 一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特點是其構(gòu)成包括一個圓柱形筒體，通過壓圈將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板固定在該圓柱形筒體一 端形成一個固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體的另一端設(shè)有內(nèi)螺紋，供與之相配 合的具有外螺紋的支撐板嵌設(shè)，該支撐板的圓心有一個通孔，在所述的支撐 板的外側(cè)與所述的圓柱形筒體同軸地固定一光纖光柵固定座，在該支撐板和 所述的圓板之間固定一壓簧，與該壓簧固定連接的頂件依靠壓簧的推力頂推 所述的圓板的圓心，傳感光纖光柵的一端穿過所述的支撐板的通孔和壓簧固 定在所述的頂件上，該傳感光纖光柵的另一端通過調(diào)整螺絲固定在所述的光 纖光柵固定座上并延伸其外，供與光纖光柵反射譜峰值波長的監(jiān)測儀相連。
二、 一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特點是其構(gòu)成包括一個圓柱形 筒體，通過壓圈將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板固定在該圓柱形筒體一 端形成一固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體的另一端設(shè)有內(nèi)螺紋，供與之相配合 的具有外螺紋的支撐板嵌設(shè)，該支撐板的圓心有一個通孔，在所述的支撐板 的外側(cè)與所述的圓柱形筒體同軸地固定一光纖光柵固定座，在該支撐板和所 述的圓板之間固定一拉簧，該拉簧通過連接件與所述的圓板的圓心相連，傳 感光纖光柵的一端穿過所述的支撐板的通孔和拉簧固定在所述的連接件上， 該傳感光纖光柵的另一端通過調(diào)整螺絲固定在所述的光纖光柵固定座上并延 伸其外，供與光纖光柵反射譜峰值波長的監(jiān)測儀相連。
三、 一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特點是其構(gòu)成包括一個圓柱形 筒體，通過壓圈將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板固定在該圓柱形筒體一 端形成一固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體的另一端設(shè)有內(nèi)螺紋，供與之相配合 的具有外螺紋的支撐板嵌設(shè)，該支撐板的圓心有一個通孔，在所述的支撐板
的外側(cè)與所述的圓柱形筒體同軸地固定一光纖光柵固定座，在該支撐板和所 述的圓板之間固定一壓簧，與該壓簧固定連接的頂件依靠壓簧的推力頂推所 述的圓板的圓心，傳感光纖光柵是側(cè)向粘貼在所述的圓板的一個離開圓心一 定距離的圓弧上，該傳感光纖光柵的一端通過調(diào)整螺絲固定在所述的光纖光 柵固定座上并延伸其外，供與光纖光柵反射譜峰值波長的監(jiān)測儀相連。
四、 一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特點是其構(gòu)成包括一個圓柱形筒體，通過壓圈將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板固定在該圓柱形筒體一 端形成一個固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體的另一端設(shè)有內(nèi)螺紋，供具有與之 相配合的具有外螺紋的支撐板嵌設(shè)，該支撐板的圓心有一個通孔，在所述的 支撐板的外側(cè)與所述的圓柱形筒體同軸地固定一光纖光柵固定座，在該支撐 板和所述的圓板之間固定一拉簧，該拉簧通過連接件與所述的圓板的圓心相 連，傳感光纖光柵是側(cè)向粘貼在所述的圓板的一個離開圓心一定距離的圓弧 上，該傳感光纖光柵的一端通過調(diào)整螺絲固定在所述的光纖光柵固定座上并 延伸其外，供與光纖光柵反射譜峰值波長的監(jiān)測儀相連。
所述的傳感光纖光柵被密封，與外界隔絕。
還增設(shè)一根參考光纖光柵， 一端固定在所述的光纖光柵固定座上，與傳 感光纖光柵平行放置，但另一端懸置。 本實用新型的特點和優(yōu)點是
(1) 本實用新型的傳感頭結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，成本低廉。
(2) 本實用新型適用范圍廣。 一般結(jié)構(gòu)材料都有板材品種，都可以根據(jù)本 實用新型的結(jié)構(gòu)制作相應(yīng)的傳感頭。
(3) 可以根據(jù)實際場合需要監(jiān)測的銹蝕范圍，設(shè)計選擇彈簧的彈性系數(shù)、 長度、壓縮量(伸長量)和傳感光纖光柵的長度等參數(shù)，獲得高的銹蝕監(jiān)測 靈敏度，或大的腐蝕監(jiān)測范圍。可以適用于海洋、河流、大氣等不同環(huán)境下 結(jié)構(gòu)材料銹蝕的監(jiān)測。
(4) 本實用新型可以采用若干光纖光路實現(xiàn)多觀察點的分布式監(jiān)控系統(tǒng)。.
(5) 本實用新型光纖光柵傳感頭具有內(nèi)在的波長信息，具有記憶功能，外 界干擾的影響和不確定性比較小。


圖1本實用新型金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭的原理圖； 圖2本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； ' 圖3本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖4本實用新型實施例3和實施例4的傳感光纖光柵粘貼示意圖； 圖5本實用新型金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭的使用方案之一；圖6本實用新型金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭的使用方案之二； 圖7本實用新型金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭的使用方案之三。
具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本 實用新型的保護范圍。
先請參閱圖2，圖2本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可見，本實 用新型金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，構(gòu)成包括一個圓柱形筒體2，通過壓圈 3將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板1固定在該圓柱形筒體2—端形成固支 圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體2的另一端設(shè)有內(nèi)螺紋，供與之相配合的具有外螺 紋的支撐板6嵌設(shè)，該支撐板6的圓心有一個通孔，在所述的支撐板6的外 側(cè)與所述的圓柱形筒體2同軸地固定光纖光柵固定座8，在該支撐板6和所述 的圓板1之間固定一壓簧4,與該壓簧4固定連接的頂件5依靠壓簧4的推力 頂推所述的圓板1的圓心，傳感光纖光柵7的一端穿過所述的支撐板6的通 孔和壓簧4固定在所述的頂件5上，該傳感光纖光柵7的另一端通過調(diào)整螺 絲81固定在所述的光纖光柵固定座8上并延伸其外，供與光纖光柵反射譜峰 值波長的監(jiān)測儀9相連。
本實用新型裝置的工作過程如下:壓簧4被支撐板6壓縮時，產(chǎn)生彈力F， 同時使圓板1發(fā)生形變，產(chǎn)生撓度w。彈簧壓縮的反彈力正比于彈簧長度丄 的減小量AL，如下式所示
,=嵐/丄 (2) 式中A為彈簧的彈性系數(shù)。根據(jù)力的平衡，圓板1中心處的撓度應(yīng)滿足下式:
w + 0.58i =-^~~~ (3)
當圓板被腐蝕時，其厚度/2減小。減小量表示為W。由上式可見其撓度將隨
之增加。增加量為5w。在圓板1與壓簧4的頂件5保持互相接觸的情況下， 撓度的增加同時使壓簧4的壓縮量減小，滿足關(guān)系況=-&。根據(jù)公式(3) 和這一關(guān)系，可以得到撓度w隨圓板厚度A變化的關(guān)系式。
對于圓板撓度的這一變化，本實用新型利用傳感光纖光柵來進行探測。
8眾所周知，傳感光纖光柵的峰值波長;i是光纖所受應(yīng)變s的函數(shù)，兩者之間有
關(guān)系義-A+(l-"e。式中y為有效彈光系數(shù)，對于石英光纖有^=0.22。將傳
感光纖光柵繃直(或略加張應(yīng)變)安裝在本實用新型的裝置中，如圖2所示， 記固定傳感光纖光柵兩端(圖中頂件5和固定座8)之間的光纖長度為/ ，圓 板撓度變化后，光纖的軸向應(yīng)變的變化量為& = 這樣，有光纖光柵
反射譜峰值波長的移動，就可以感知待監(jiān)測圓板厚度的變化。
參見圖3，圖3本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本實施例 金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，其構(gòu)成包括一個圓柱形筒體2，通過壓圈3將 待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板1固定在該圓柱形筒體2 —端形成固支圓 板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體2的另一端設(shè)有內(nèi)螺紋，供與之相配合的具有外螺紋 的支撐板6嵌設(shè)，該支撐板6的圓心有一個通孔，在所述的支撐板6的外側(cè) 與所述的圓柱形筒體2同軸地固定光纖光柵固定座8，在該支撐板6和所述的 圓板1之間固定一拉簧41，該拉簧41通過連接件51與所述的圓板1的圓心 相連，傳感光纖光柵7的一端穿過所述的支撐板6的通孔和拉簧41固定在所 述的連接件51上，該傳感光纖光柵7的另一端通過調(diào)整螺絲81固定在所述 的光纖光柵固定座8上并延伸其外，供與光纖光柵反射譜峰值波長的監(jiān)測儀9 相連。
本實施例與實施例1主要差別是，其中施加外力的彈簧，用拉簧41取代 壓簧4。拉簧41通過連接件51與圓板1的中點相連接。圓板l在安裝之初， 在拉簧41的作用下處于內(nèi)凹的狀態(tài)。隨著腐蝕程度的增加，圓板厚度減小， 在拉簧的作用下，圓板的凹陷加劇，即撓度增加。當采用光纖光柵監(jiān)測圓板 撓度變化時，傳感光纖光柵在安裝之初需要用調(diào)整螺絲81調(diào)整到處于拉伸預(yù) 應(yīng)變的狀態(tài)。隨著圓板撓度的增加，傳感光纖光柵的應(yīng)變降低，其反射峰波 長也將相應(yīng)地位移。
圖4本實用新型實施例3和實施例4的傳感光纖光柵粘貼示意圖，該結(jié)構(gòu) 與圖2和圖3所示結(jié)構(gòu)的差別在于傳感光纖光柵7是側(cè)向粘貼在待測圓板1 的一個離開中心一定距離的圓弧上，而不是從圓板中心部位垂直地安裝。圖4上部的插圖顯示了傳感光纖光柵在圓板上粘貼的位置。待監(jiān)測的圓板用彈簧 產(chǎn)生初始形變，與實施例1和實施例2同樣。圖4中為了表達清晰，沒有將 使圓板發(fā)生初始形變的壓簧或拉簧機構(gòu)一一畫出。圓板的銹蝕同樣地導致其 撓度的變化。根據(jù)彈性力學原理，固支圓板發(fā)生上突或下凹的形變時，在平 行于平板平面上材料也將發(fā)生應(yīng)變。這一應(yīng)變量的大小與離開圓板中心的距 離有關(guān)。在中心部位和在接近邊緣處，這一應(yīng)變量趨向于零。最大的應(yīng)變發(fā)
生在/^4處，該處應(yīng)變量為f = 。因此，這一應(yīng)變也是圓板撓度的函數(shù)。
力 27 i 2
用粘貼在這一部位的傳感光纖光柵監(jiān)測這一應(yīng)變，同樣地可以感知腐蝕引起
的圓板撓度的變化。
由于傳感光纖光柵傳感信號的解調(diào)方法有很多種，所以實施方案可以根 據(jù)實際情況調(diào)整。
可以采取如下三種方案
使用方案一
圖5本實用新型金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭的使用方案之一，101為光 源，可采用1550nm波段的發(fā)光二極管LED寬帶光源；111為光纖光柵波長信 號的解調(diào)裝置，可以采用光譜儀或其它的波長信號解調(diào)裝置；121為耦合器， 可采用1550nm波段的2x2的3dB耦合器；131即為如上所述的金屬腐蝕傳感 頭，金屬腐蝕傳感頭置于實際檢測環(huán)境中，如在海洋、河流或環(huán)境大氣中等 等。各個部分之間用普通單模光纖進行連接，當受腐蝕的影響而使得光纖光 柵反射的中心波長發(fā)生漂移時，耦合器端口接入的光纖光柵波長解調(diào)裝置， 可解調(diào)出此時光纖光柵反射的中心波長，這樣就可以檢測出波長的變化，從 而分析出金屬腐蝕的程度和速率。
使用方案二
圖6本實用新型金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭的使用方案之二，圖中
14為光源，采用1550nm波段的可調(diào)諧激光光源；15為近紅外光子探測器， 如砷化鎵光電池或其它；16為數(shù)據(jù)采集和處理端，可使用數(shù)據(jù)采集卡連接到 PC機，同步采集光源14的波長信息和探測器15的光強信號；122為耦合器，可采用1550nm波段的2x2的3dB耦合器；132即為如上所述的本實用新型金 屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，置于實際檢測環(huán)境中，如在海洋、河流或環(huán)境 大氣中等等。各個部分之間用普通單模光纖進行連接，數(shù)據(jù)采集和處理端16
采集到波長與功率譜線，譜線中功率最大的地方對應(yīng)著金屬腐蝕傳感頭132 的反射中心波長。當受腐蝕的影響而使得光纖光柵反射的中心波長發(fā)生漂移 時，數(shù)據(jù)采集和處理端16采集到波長與功率譜線也會發(fā)生移動，這時候通過 讀取譜線中功率最大的地方，即可得知金屬腐蝕傳感頭受腐蝕影響后的中心 波長，這樣就可以檢測出波長的變化，從而分析出金屬腐蝕的程度和速率。
本實用新型主要基于光纖光柵的應(yīng)變調(diào)諧特性。由于光纖光柵對于環(huán)境 溫度的變化和應(yīng)力變化具有相似的敏感性，所以這兩種敏感性必須加以區(qū)分。 為此在結(jié)構(gòu)中均采用一個參考光纖光柵感知銹蝕傳感頭的溫度，以便給出修 正。
'在實施例l的基礎(chǔ)上，圖2中，增設(shè)一根參考光纖光柵形成新的實施例， 一端固定在座子8上，與傳感光纖光柵7平行放置，但另一端懸置，不固定 在頂件5上，這樣參考光纖光柵不受任何拉伸或壓縮的應(yīng)力。參考光纖光柵 與傳感光纖光柵的中心反射波長和帶寬基本保持一致。
在實施例2的基礎(chǔ)上，圖3中，參考光纖光柵的安裝處理方法與上述實施 例1 一樣安裝。 .
在圖4中，參考光纖光柵的尾纖側(cè)向粘貼在待測圓板1的一個離開中心一 定距離的圓弧上，這樣參考光纖光柵不受圓板應(yīng)力形變的影響。
傳感器實際使用時，測量參考光纖光柵和傳感光纖光柵的峰值波長。傳 感光纖光柵的峰值波長反映其所受的應(yīng)力和所在環(huán)境的溫度，參考光纖光柵 的峰值波長反映所在環(huán)境的溫度。當傳感光纖光柵在溫度和應(yīng)力的作用下峰 值波長移動了A^，參考光纖光柵在溫度的作用下峰值波長移動了A&，就可
知傳感光纖光柵在應(yīng)力作用下峰值波長的移動量為A^-A^。由此可以獲得傳
感光纖光柵的峰值波長所反映的應(yīng)力變化信息。
在實際應(yīng)用中，還可搭建出分布式金屬腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，使用方案三如圖7所示，102為光源，可采用1550nm波段的發(fā)光二極管LED寬帶光—源；112為 光纖光柵波長信號的解調(diào)裝置，可以采用光譜儀或其它的波長信號解調(diào)裝置; 123為耦合器，可采用1550nm波段的2x2的耦合器；17為n路光開光，光開 光路數(shù)可達16路甚至32路；131、 132……13n均為如上所述的金屬腐蝕傳感 頭，利用光開光，每次選通一個通道，需要測量哪個傳感頭的光譜特性，就 將相應(yīng)的通道接通。根據(jù)這個方案，將每路傳感頭放置在不同的測量區(qū)域， 這樣可實現(xiàn)分布式傳感監(jiān)測。
權(quán)利要求1、一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特征在于其構(gòu)成包括一個圓柱形筒體(2)，通過壓圈(3)將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板(1)固定在該圓柱形筒體(2)一端形成固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體(2)的另一端設(shè)有內(nèi)螺紋，供與之相配合的具有外螺紋的支撐板(6)嵌設(shè)，該支撐板(6)的圓心有一個通孔，在所述的支撐板(6)的外側(cè)與所述的圓柱形筒體(2)同軸地固定光纖光柵固定座(8)，在該支撐板(6)和所述的圓板(1)之間固定一壓簧(4)，與該壓簧(4)固定連接的頂件(5)依靠壓簧(4)的推力頂推所述的圓板(1)的圓心，傳感光纖光柵(7)的一端穿過所述的支撐板(6)的通孔和壓簧(4)固定在所述的頂件(5)上，該傳感光纖光柵(7)的另一端通過調(diào)整螺絲(81)固定在所述的光纖光柵固定座(8)上并延伸其外，供與光纖光柵反射譜峰值波長的監(jiān)測儀(9)相連。
2、 一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特征在于其構(gòu)成包括一個圓柱形 筒體(2)，通過壓圈(3)將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板(1)固定在 該圓柱形筒體(2) —端形成固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體(2)的另一端設(shè) 有內(nèi)螺紋，供與之相配合的具有外螺紋的支撐板(6)嵌設(shè)，該支撐板(6) 的圓心有一個通孔，在所述的支撐板(6)的外側(cè)與所述的圓柱形筒體(2) 同軸地固定光纖光柵固定座(8)，在該支撐板(6)和所述的圓板(1)之間 固定一拉簧(41)，該拉簧(41)通過連接件(51)與所述的圓板(1)的圓 心相連，傳感光纖光柵(7)的一端穿過所述的支撐板(6)的通孔和拉簧(41) 固定在所述的連接件(51)上，該傳感光纖光柵(7)的另一端通過調(diào)整螺絲(81)固定在所述的光纖光柵固定座(8)上并延伸其外，供與光纖光柵反射 譜峰值波長的監(jiān)測儀(9)相連。
3、 一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特征在于其構(gòu)成包括一個圓柱形 筒體(2)，通過壓圈(3)將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板(1)固定在 該圓柱形筒體(2) —端形成固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體(2)的另一端設(shè) 有內(nèi)螺紋，供與之相配合的具有外螺紋的支撐板(6)嵌設(shè)，該支撐板(6)的圓心有一個通孔，在所述的支撐板(6)的外側(cè)與所述的圓柱形筒體(2) 同軸地固定光纖光柵固定座(8)，在該支撐板(6)和所述的圓板(1)之間 固定一壓簧(4)，與該壓簧(4)周定連接的頂件(5)依靠壓簧(4)的推力 頂推所述的圓板(1)的圓心，傳感光纖光柵(7)是側(cè)向粘貼在所述的圓板 (1)的一個離開圓心一定距離的圓弧上，該傳感光纖光柵(7)的一端通過 調(diào)整螺絲(81)固定在所述的光纖光柵固定座(8)上并延伸其外，供與光纖 光柵反射譜峰值波長的監(jiān)測儀(9)相連。
4、 一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特征在于其構(gòu)成包括一個圓柱形 筒體(2)，通過壓圈(3)將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板(1)固定在 該圓柱形筒體(2) —端形成固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體(2)的另一端設(shè) 有內(nèi)螺紋，供與之相配合的具有外螺紋的支撐板(6)嵌設(shè)，該支撐板(6) 的圓心有一個通孔，在所述的支撐板(6)的外側(cè)與所述的圓柱形筒體(2) 同軸地固定光纖光柵固定座(8)，在該支撐板(6)和所述的圓板(1)之間 固定一拉簧(41)，該拉簧(41)通過連接件(51)與所述的圓板(1)的圓 心相連，傳感光纖光柵(7)是側(cè)向粘貼在所述的圓板(1)的一個離開圓心 一定距離的圓弧上，該傳感光纖光柵(7)的一端通過調(diào)整螺絲(81)固定在 所述的光纖光柵固定座(8)上并延伸其外，供與光纖光柵反射譜峰值波長的 監(jiān)測儀(9)相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，其 特征在于所述的傳感光纖光柵(7)被密封，與外界環(huán)境隔絕。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，其 特征在于還增設(shè)一根參考光纖光柵， 一端固定在所述的光纖光柵固定座(8) 上，與傳感光纖光柵(7)平行放置，但另一端懸置。
專利摘要一種金屬材料腐蝕光纖光柵傳感頭，特點是其構(gòu)成包括一個圓柱形筒體，通過壓圈將待監(jiān)測腐蝕狀況的金屬材料的圓板固定在該圓柱形筒體一端形成一個固支圓板結(jié)構(gòu)，該圓柱形筒體的另一端設(shè)有內(nèi)螺紋，供與之相配合的具有外螺紋的支撐板嵌設(shè)，該支撐板的圓心有一個通孔，在所述的支撐板的外側(cè)與所述的圓柱形筒體同軸地固定一光纖光柵固定座，在該支撐板和所述的圓板之間固定一壓簧，與該壓簧固定連接的頂件依靠壓簧的推力頂推所述的圓板的圓心，傳感光纖光柵的一端穿過所述的支撐板的通孔和壓簧固定在所述的頂件上，該傳感光纖光柵的另一端通過調(diào)整螺絲固定在所述的光纖光柵固定座上并延伸其外，供與光纖光柵反射譜峰值波長的監(jiān)測儀相連。
文檔編號G01N17/00GK201269849SQ20082015200
公開日2009年7月8日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者方祖捷, 甘久林, 瞿榮輝, 耿健新, 蔡海文 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所