專利名稱：基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域的測(cè)量裝置，特別涉及一種基于光纖彎曲 損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置。
背景技術(shù)：
隨著仿生物機(jī)器、智能機(jī)器人、虛擬手等智能機(jī)器的發(fā)展，對(duì)于該類機(jī)器的肢體關(guān) 節(jié)運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)是必不可少的，其中彎曲曲率和彎曲方向是非常關(guān)鍵的參數(shù)，目前的測(cè)量方 法有電學(xué)法、光學(xué)法以及傳統(tǒng)的光纖法，前兩者結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜，成本高，誤差較大，且需要復(fù) 雜的電路、軟件系統(tǒng)支持，實(shí)際應(yīng)用推廣比較困難，而現(xiàn)有的光纖法中比較典型的是光纖光 柵法，如中國專利申請(qǐng)?zhí)?00510024425. 7、200710043767· 2和200780039102. 2的專利均是 采用該方法，雖比前兩者有很大的進(jìn)步，但其缺點(diǎn)也不少，如成本仍比較高，需要使用價(jià)格 較高的光纖光柵解調(diào)設(shè)備，特別是需要進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量時(shí)成本顯著增加；同時(shí)光纖光柵是一 種對(duì)溫度和應(yīng)力均非常敏感的傳感元件，在使用中需增加額外的步驟來消除溫度的影響， 進(jìn)一步增加了整個(gè)系統(tǒng)的成本；另外是光纖光柵比較脆弱，對(duì)封裝有較高的要求，既要保 證傳感元件的敏感性，又要保證使用壽命是比較困難的，封裝一般要占到傳感元件成本的 30%至90%，這又加大了系統(tǒng)的成本，從而限制了該類裝置及方法的使用范圍。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于光纖彎曲損耗 的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置。本實(shí)用新型不僅可以測(cè)定待測(cè)物體的彎曲曲率，并可以做 到能夠同時(shí)測(cè)量彎曲的方向。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎 曲參量的測(cè)定裝置，其特征在于包括兩端固定于待測(cè)物體上的一個(gè)由彈簧絲構(gòu)成的整體 呈螺旋狀的多圈形彈簧型構(gòu)件，在彈簧絲的上表面和下表面上沿彈簧絲縱向連續(xù)布設(shè)有多 個(gè)變形齒，相鄰兩圈彈簧絲中的上彈簧絲的下表面上的第一下變形齒與下彈簧絲上表面上 的第一上變形齒交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，第一下變形齒之間和第一上變形齒之間的齒距是均勻的，所述 第一下變形齒與第一上變形齒之間夾有第一信號(hào)光纖，所述第一信號(hào)光纖通過傳輸光纖連 接有測(cè)試單元，所述測(cè)試單元連接有處理單元。上述的基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，所述的構(gòu)成彈簧型構(gòu)件 的彈簧絲的上表面與下表面之間設(shè)置有彈性材料層。上述的基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，包括在彈簧絲表面上與 第一個(gè)信號(hào)光纖并排布設(shè)的第二信號(hào)光纖，以及連續(xù)布設(shè)在所述彈簧絲的第二組多個(gè)上彈 簧絲的下表面上的第二下變形齒和第二組多個(gè)下彈簧絲上表面上的第二上變形齒，所述第 二信號(hào)光纖夾持在第二下變形齒與第二上變形齒之間，所述第二下變形齒和第二上變形齒 沿著彈簧型構(gòu)件每360度為一個(gè)周期，每個(gè)周期的起始點(diǎn)位于彈簧型構(gòu)件的同一個(gè)方向， 并作為零角度，每個(gè)周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的，且不同周期的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢(shì)是一致的，所述第二個(gè)信號(hào)光纖通過傳輸光纖與測(cè)試單 元相連接。上述的基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，其特征在于每個(gè)周期 之間沒有交叉，每個(gè)周期劃分為相同數(shù)量的有限個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)于彈簧型構(gòu)件同一個(gè)方向的 每個(gè)周期上的對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變形齒的間距或齒高是相同的。上述的基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，所述彈簧型構(gòu)件通過光 開關(guān)與測(cè)試單元連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型提供一種基于光纖彎曲損 耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，不僅可以測(cè)定待測(cè)物的彎曲曲率，并可以做到能夠同時(shí) 測(cè)量彎曲的方向，使該彎曲參量測(cè)定裝置具有廣闊的使用范圍。本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)簡單、 設(shè)計(jì)合理、加工制作方便且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，抗電磁干擾、成本低；又 由于本裝置是基于光纖的損耗基礎(chǔ)上測(cè)定，而損耗測(cè)試是光纖測(cè)試中所有干涉法、頻率法 等其他類測(cè)試的基礎(chǔ)，也是最成熟、最穩(wěn)定、成本最低的技術(shù)，使本發(fā)明的裝置在成本上具 有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1中彈簧型構(gòu)件的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖,圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1-傳輸光纖；4-彈簧絲 ； 5-測(cè)試單元；6-第一信號(hào)光纖 ； 7-處理單元； 8-彈性材料層； 9-第二信號(hào)光纖 ； 10-待測(cè)物體； 11-彈簧絲上表面層； 12-彈簧絲上表面層 ； 20-顯示單元； 25-彈簧型構(gòu)件； 30-光開關(guān) ； 4-1-第一下變形齒； 4-2-第一上變形齒； 4-3-第二下變形齒；4-4-第二上變形齒； 40-溫度傳感器；
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1、圖2所示的一種基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，包括兩 端固定于待測(cè)物體10上的一個(gè)由彈簧絲4構(gòu)成的整體呈螺旋狀的多圈形彈簧型構(gòu)件25， 在彈簧絲4的上表面和下表面上沿彈簧絲4縱向連續(xù)布設(shè)有多個(gè)變形齒，相鄰兩圈彈簧絲 4中的上彈簧絲的下表面上的第一下變形齒4-1與下彈簧絲上表面上的第一上變形齒4-2 交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，并在第一下變形齒4-1與第一上變形齒4-2之間夾有第一信號(hào)光纖6，彈簧型構(gòu) 件25的兩端固定于待測(cè)物體10上，隨著待測(cè)物體10彎曲曲率的變化使彈簧型構(gòu)件25中有相鄰的兩圈彈簧絲4之間的距離改變，從而使這相鄰的兩圈彈簧絲4中的第一下變形齒 4-1與第一上變形齒4-2之間位置改變，從而使夾在兩者變形齒間的第一信號(hào)光纖6的彎曲 曲率改變而導(dǎo)致第一信號(hào)光纖6中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的功率變化，第一信號(hào)光纖6通過傳輸光 纖1與測(cè)試單元5連接，測(cè)試單元5后面接處理單元7。本實(shí)施例中，所述彈簧型構(gòu)件25整體呈螺旋狀并且兩端固定在待測(cè)物體10上，并 且待測(cè)物體10的彎曲待測(cè)區(qū)域被包圍在彈簧型構(gòu)件25中，當(dāng)待測(cè)物體10的彎曲曲率變化 時(shí)，彈簧型構(gòu)件25兩端的位置也改變，同時(shí)也就改變了沿彈簧絲4上下表面分布的多個(gè)第 一下變形齒4-1和多個(gè)第一上變形齒4-2之間的距離，從而就可以改變?cè)诘谝幌伦冃锡X4-1 和第一上變形齒4-2間夾有的第一信號(hào)光纖6的彎曲半徑，也即改變第一信號(hào)光纖6的彎 曲損耗系數(shù)，優(yōu)選的做法是在初始狀態(tài)或彈簧型構(gòu)件25整體是直線的狀態(tài)下，使第一信號(hào) 光纖6的彎曲曲率很小，其彎曲損耗值可以忽略，并且所有第一下變形齒4-1和所有第一上 變形齒4-2的齒高、第一下變形齒4-1之間以及第一上變形齒4-2之間的齒距、以及所有第 一下變形齒4-1和所有第一上變形齒4-2的接觸光纖部分的彎曲曲率是相同的，這樣整體 呈現(xiàn)螺旋狀的彈簧型構(gòu)件25在彎曲時(shí)，部分彈簧型構(gòu)件25的放松區(qū)域的第一信號(hào)光纖6 的損耗不會(huì)變化而不用考慮，而彈簧型構(gòu)件25的壓緊區(qū)域才會(huì)由于改變第一信號(hào)光纖6的 彎曲曲率而出現(xiàn)光信號(hào)的衰減，隨著待測(cè)物體10的曲率的變化，第一信號(hào)光纖6中傳輸?shù)?光信號(hào)的損耗也變化，從而在測(cè)試單元5上探測(cè)出光信號(hào)的變化并將信號(hào)傳遞到處理單元 7，處理單元7根據(jù)事先的標(biāo)定，不同的衰減損耗對(duì)應(yīng)不同的彎曲曲率，從而就可以得到待 測(cè)物體10的彎曲曲率?；诠饫w彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定方法，包括以下步驟步驟一、包含在彈簧型構(gòu)件25中的第一信號(hào)光纖6的光信號(hào)損耗變化值與彈簧型 構(gòu)件25彎曲曲率的比例因子的標(biāo)定標(biāo)定的方法將含有第一信號(hào)光纖6的彈簧型構(gòu)件25的長度在初始狀態(tài)或直線狀 態(tài)下鎖定，鎖定方法是將彈簧型構(gòu)件25的兩端固定于可彎曲但長度變化忽略不計(jì)的桿狀 體上，桿狀體可以是金屬棒、金屬管或高分子材料棒。利用已知彎曲曲率的圓弧和已知均勻溫度場(chǎng)下，將含有第一信號(hào)光纖6的彈簧型 構(gòu)件25依照?qǐng)A弧彎曲，并記錄在相應(yīng)彎曲曲率和溫度下第一信號(hào)光纖6的損耗變化值，利 用所得到的數(shù)據(jù)采用插值和線性擬合的方法得到彎曲曲率與信號(hào)光纖損耗變化值的比例 因子K，其關(guān)系可表示為C1 = K Δ α j+ ε公式一式中=C1表示標(biāo)定時(shí)不同的彎曲曲率值，Δ Ci1是表示不同彎曲曲率下光信號(hào)的損 耗變化值，K是得到的比例因子，ε為得到的誤差值；步驟二、第一信號(hào)光纖6傳輸?shù)墓庑盘?hào)的損耗變化值的采集兩端固定于待測(cè)物 體10上的含第一信號(hào)光纖6的彈簧型構(gòu)件25隨著待測(cè)物體10的彎曲而彎曲，第一信號(hào)光 纖6的損耗值也隨之變化，通過測(cè)試單元5獲得信號(hào)光纖6的損耗變化值，并將該值傳遞給 處理單元7 ；步驟三、處理單元7利用信號(hào)光纖6損耗變化值、公式一給出待測(cè)物體10的彎曲曲率。優(yōu)選的做法是，需要考慮溫度對(duì)光信號(hào)的影響，即在不同彎曲曲率和一定溫度下光信號(hào)的損耗變化值，此時(shí)步驟一中的公式一C1 = KA αΙ+ε中的Δ Ci1即表示不同彎曲曲 率和溫度下光信號(hào)的損耗變化值，在步驟二中，通過與處理單元7相連接的溫度傳感器40 將溫度參數(shù)傳遞至處理單元7。所述第一信號(hào)光纖6為外部包有多層保護(hù)層的光纖，如緊套光纖、碳涂覆光纖、聚 酰亞胺涂覆光纖等；所述第一信號(hào)光纖6也可以是塑料光纖或光子晶體光纖。實(shí)施例2如圖3所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述的構(gòu)成彈簧型構(gòu)件25的彈簧 絲4的上表面與下表面之間設(shè)置有彈性材料層8，即所述的彈簧絲4的是由彈簧絲上表面層 11、彈性材料層8和彈簧絲下表面層12的三層材料構(gòu)成，彈性材料層8可以是高分子材料 體、彈簧，該彈性材料層8在有外力作用時(shí)有更大的變形，所以當(dāng)彈簧型構(gòu)件25兩端位置變 化時(shí)，第一下變形齒4-1與第一上變形齒4-2之間的相對(duì)位置會(huì)有更大的變化，從而提高測(cè) 試的準(zhǔn)確性。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3如圖4所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是在彈簧型構(gòu)件25內(nèi)與第一信號(hào)光 纖6并排有第二信號(hào)光纖9，以及連續(xù)布設(shè)在所述彈簧絲4的上下表面的第二組多個(gè)第二下 變形齒4-3和第二組多個(gè)第二上變形齒4-4，第二信號(hào)光纖9夾持在第二下變形齒4-3和 第二上變形齒4-4之間，所述第二下變形齒4-3和第二上變形齒4-4沿著彈簧型構(gòu)件25每 360度為一個(gè)周期，每個(gè)周期的起始點(diǎn)位于彈簧型構(gòu)件25的同一個(gè)方向，并作為零角度，每 個(gè)周期內(nèi)的變形齒的間距、齒高或變形齒接觸信號(hào)光纖9的頂端部分的彎曲曲率是單調(diào)變 化的，且不同周期的變形齒的間距、齒高或變形齒頂端的彎曲曲率是單調(diào)變化且趨勢(shì)是一 致的，即單調(diào)變化要么都是單調(diào)增加或單調(diào)減少的，第二信號(hào)光纖9的通過傳輸光纖1接測(cè) 試單元5，測(cè)試單元5后接處理單元7。這樣在第一信號(hào)光纖6探測(cè)出待測(cè)物體10的彎曲 曲率時(shí)，處理單元7根據(jù)事先的標(biāo)定，即第二信號(hào)光纖9的不同的衰減損耗對(duì)應(yīng)不同的彎曲 方向，則通過第二信號(hào)光纖9的損耗值得出待測(cè)物體10的彎曲方向。本實(shí)施例中基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定方法，與實(shí)施例1不同的 是在步驟三完成后進(jìn)行以下步驟步驟四、包含在彈簧型構(gòu)件25中的第二信號(hào)光纖9的光信號(hào)損耗變化值與彈簧型 構(gòu)件25彎曲曲率和彎曲方向的比例因子的標(biāo)定標(biāo)定的方法利用已知彎曲曲率的圓弧和溫度場(chǎng)下，將含有第二信號(hào)光纖9的彈 簧型構(gòu)件25變換不同的角度依照?qǐng)A弧彎曲，并記錄相應(yīng)彎曲曲率、溫度參數(shù)和相應(yīng)角度下 第二信號(hào)光纖9的損耗變化值，利用所得到的數(shù)據(jù)采用插值和線性擬合的方法得到彎曲方 向的角度θ與第二信號(hào)光纖9損耗變化值及彎曲曲率、溫度參數(shù)變化值的比例因子1(0 (C)， 其關(guān)系可表示為θ = K0 (C) Δ α θ+ ε θ公式二式中θ表示標(biāo)定時(shí)不同的彎曲方向角度，C表示標(biāo)定時(shí)彎曲曲率，Δ α θ是表示 不同彎曲方向角度和不同彎曲曲率下光信號(hào)的損耗變化值，K0 (C)是得到的不同彎曲曲率、 溫度下比例因子，ε e為得到的誤差值；步驟五、第二信號(hào)光纖9傳輸?shù)墓庑盘?hào)的損耗變化值的采集兩端固定于待測(cè)物 體10上的含第二信號(hào)光纖9的彈簧型構(gòu)件25隨著待測(cè)物體10的彎曲的而彎曲，第二信號(hào)光纖9的損耗值也隨著待測(cè)物體10的彎曲曲率和彎曲方向角度的變化而變化，通過測(cè)試單 元5獲得第二信號(hào)光纖9的損耗變化值，并將該值傳遞給處理單元7 ；步驟六、處理單元7利用第二信號(hào)光纖9損耗變化值、第一信號(hào)光纖6確定的彎曲 曲率、溫度參數(shù)及公式三給出待測(cè)物體10的彎曲方向角度。優(yōu)選的做法是，需要考慮溫度因素，此時(shí)在步驟四中，公式二中的K0 (C)應(yīng)為 K0 (C，T)，T是標(biāo)定時(shí)的溫度，K0 (C，T)是得到的不同彎曲曲率、溫度下比例因子，Δ α 0是 表示不同彎曲方向角度和不同彎曲曲率及溫度下光信號(hào)的損耗變化值，在步驟二中，通過 與處理單元7相連接的溫度傳感器將溫度參數(shù)傳遞至處理單元。使本實(shí)用新型的測(cè)試裝置不僅可以確定待測(cè)物體10的彎曲曲率，同時(shí)確定待測(cè) 物體10的彎曲方向。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相 同。實(shí)施例4如圖5所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例3不同的是在待測(cè)物體10有一個(gè)以上的待測(cè) 彎曲曲率時(shí)，在相應(yīng)的部位均安置有兩端固定于待測(cè)物體10上的含信號(hào)光纖6的彈簧型構(gòu) 件25，且所述彈簧型構(gòu)件25中的第一信號(hào)光纖6串聯(lián)在一起，當(dāng)待測(cè)物體10的待測(cè)彎曲曲 率變化是分時(shí)變化時(shí)，通過測(cè)試儀器分別得到每個(gè)部分信號(hào)光纖6的損耗，從而可以分別 測(cè)試出每個(gè)彎曲的曲率，該測(cè)試單元5用光源和光功率計(jì)就可以構(gòu)成。若在每個(gè)彎曲部分 有第二信號(hào)光纖9及按周期變化的變形齒時(shí)，可以確定每個(gè)部分彎曲的方向，處理單元7通 過確定每個(gè)彈簧型構(gòu)件25最初和最終的各個(gè)部分的彎曲曲率和彎曲方向，可給出該待測(cè) 物體10的最終狀態(tài)，并通過與處理單元相連接的顯示單元20輸出。本實(shí)施例中，其余部分 的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例3相同。實(shí)施例5本實(shí)施例中，與實(shí)施例4不同的是測(cè)試單元5采用光時(shí)域反射技術(shù)(OTDR)或相 干頻率調(diào)制連續(xù)波技術(shù)(FMCW)測(cè)試儀器分別得到多個(gè)時(shí)刻、每個(gè)部分第一信號(hào)光纖6的損 耗，從而可以分別測(cè)試出每個(gè)部位彎曲的曲率及曲率的變化，若在每個(gè)彎曲部分有第二信 號(hào)光纖9及按周期變化的變形齒時(shí)，可以確定每個(gè)部位彎曲的方向及方向的變化。處理單 元7通過確定每個(gè)彈簧型構(gòu)件25最初和最終的各個(gè)部分的彎曲曲率和彎曲方向，可給出該 待測(cè)物體10的最終狀態(tài)，并通過顯示單元20輸出。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān) 系和工作原理均與實(shí)施例4相同。實(shí)施例6如圖6所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例4不同的是每個(gè)彈簧型構(gòu)件25通過光開關(guān)30 與測(cè)試單元5連接，測(cè)試單元5通過光開關(guān)30的選通功能，分別得到多個(gè)時(shí)刻、每個(gè)部分信 號(hào)光纖6的損耗，從而可以分別測(cè)試出每個(gè)部位彎曲的曲率及曲率的變化，若在每個(gè)彎曲 部分有第二信號(hào)光纖9及按周期變化的變形齒時(shí)，可以確定每個(gè)部位彎曲的方向及方向的 變化。處理單元7通過確定每個(gè)彈簧型構(gòu)件25最初和最終的各個(gè)部分的彎曲曲率和彎曲 方向，可給出該待測(cè)物體10的最終狀態(tài)，并通過顯示單元20輸出。本實(shí)施例中，其余部分 的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例4相同。實(shí)施例7本實(shí)施例與實(shí)施例3不同的是每個(gè)周期之間沒有交叉，并將每個(gè)周期劃分為相同數(shù)量的有限個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)于彈簧型構(gòu)件25同一個(gè)方向的每個(gè)周期上的對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變 形齒的間距或齒高是相同的。在我們只需要確定待測(cè)物體10大致的彎曲方向時(shí)，可根據(jù)需 要如只確定4個(gè)、6個(gè)或8個(gè)方向，將每個(gè)周期劃分為4、6或8個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)的變形 齒的間距或齒高相同，但每個(gè)周期內(nèi)任意兩個(gè)區(qū)域的變形齒的齒距或齒高不同，處理單元5 根據(jù)第一信號(hào)光纖6確定的曲率和第二信號(hào)光纖9的損耗變化值，以及事先的標(biāo)定數(shù)據(jù)確 定出待測(cè)物體10的彎曲方向。 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根 據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍 屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，其特征在于包括兩端固定于待 測(cè)物體(10)上的一個(gè)由彈簧絲(4)構(gòu)成的整體呈螺旋狀的多圈形彈簧型構(gòu)件(25)，在彈 簧絲的上表面和下表面上沿彈簧絲(4)縱向連續(xù)布設(shè)有多個(gè)變形齒，相鄰兩圈彈簧絲 (4)中的上彈簧絲的下表面上的第一下變形齒與下彈簧絲上表面上的第一上變形齒 (4-2)交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，第一下變形齒之間和第一上變形齒(4- 之間的齒距是均勻的，所 述第一下變形齒(4-1)與第一上變形齒(4- 之間夾有第一信號(hào)光纖(6)，所述第一信號(hào)光 纖(6)通過傳輸光纖(1)連接有測(cè)試單元(5)，所述測(cè)試單元( 連接有處理單元(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，其特征在于所述的構(gòu)成彈簧型構(gòu)件0 的彈簧絲的上表面與下表面之間設(shè)置有彈性材料層 ⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，其特征在 于包括在彈簧絲(4)表面上與第一個(gè)信號(hào)光纖(6)并排布設(shè)的第二信號(hào)光纖(9)，以及連 續(xù)布設(shè)在所述彈簧絲(4)的第二組多個(gè)上彈簧絲的下表面上的第二下變形齒(4- 和第二 組多個(gè)下彈簧絲上表面上的第二上變形齒G-4)，所述第二信號(hào)光纖(9)夾持在第二下變 形齒G-3)與第二上變形齒(4-4)之間，所述第二下變形齒(4- 和第二上變形齒(4-4) 沿著彈簧型構(gòu)件05)每360度為一個(gè)周期，每個(gè)周期的起始點(diǎn)位于彈簧型構(gòu)件05)的同 一個(gè)方向，并作為零角度，每個(gè)周期內(nèi)的變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化的，且不同周期的 變形齒的間距或齒高是單調(diào)變化且變化趨勢(shì)是一致的，所述第二個(gè)信號(hào)光纖(9)通過傳輸 光纖(1)與測(cè)試單元( 相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，其特征 在于每個(gè)周期之間沒有交叉，每個(gè)周期劃分為相同數(shù)量的有限個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)于彈簧型構(gòu)件 (25)同一個(gè)方向的每個(gè)周期上的對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的變形齒的間距或齒高是相同的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，其特征在 于所述彈簧型構(gòu)件通過光開關(guān)(30)與測(cè)試單元(5)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于光纖彎曲損耗的彈簧型彎曲參量的測(cè)定裝置，所述裝置包括一個(gè)由彈簧絲構(gòu)成的彈簧型構(gòu)件，相鄰兩圈彈簧絲中的上彈簧絲的下表面上的第一下變形齒與下彈簧絲上表面上的第一上變形齒交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，第一下變形齒與第一上變形齒之間夾有第一信號(hào)光纖，第一信號(hào)光纖通過傳輸光纖連接有測(cè)試單元，測(cè)試單元連接處理單元。本實(shí)用新型不僅可以確定待測(cè)物體的彎曲曲率，還可以確定待測(cè)物體的彎曲方向。
文檔編號(hào)G01B11/24GK201903331SQ20102058715
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者杜兵 申請(qǐng)人:西安金和光學(xué)科技有限公司