本發(fā)明涉及邊坡滑移監(jiān)測領(lǐng)域，具體地，涉及一種光纖光柵式傳感器。

背景技術(shù)：

公路、鐵路沿線的高陡邊坡可能會發(fā)生邊坡滑塌等事件，對人們的安全和交通運(yùn)輸安全造成威脅，因此，對高陡邊坡的深部滑移或形變監(jiān)測十分重要。目前典型的邊坡深部滑移監(jiān)測用傳感器有電容式或渦流式位移傳感器。通過電傳感器測得滑移量并將滑移量轉(zhuǎn)換為電信號輸入分析設(shè)備進(jìn)行計(jì)算，最后得出深部滑移量。但是，電子類傳感器存在密封性差、易漏電、易腐蝕、受電磁干擾、易受雷擊等問題，在實(shí)際工程應(yīng)用中存在很多問題。

光纖傳感器采用光信號進(jìn)行傳感和傳輸，不存在上述電子類傳感器的問題，近年來越來越多利用到邊坡深部滑移監(jiān)測的用途中。中國專利(公開號CN102288162)公開了一種光纖光柵式傳感器，采用懸臂梁結(jié)構(gòu)，這種傳感器首先需用較大的質(zhì)量塊和較小的懸臂梁才能或者較高的靈敏度，從而限制了傳感器的尺寸，不便于安裝，同時較大的質(zhì)量塊和較小的懸臂梁導(dǎo)致了懸臂梁較大的撓度，最終導(dǎo)致傳感器的輸出為非線性，無法保證靈敏度。

因此，需要一種結(jié)構(gòu)緊湊且靈敏度高的傳感器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備，該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對邊坡滑移的監(jiān)測，具有結(jié)構(gòu)緊湊且靈敏度高的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光纖光柵式傳感器，該傳感器包括：殼體；重錘，該重錘設(shè)置在所述殼體內(nèi)部并能夠在所述殼體傾斜時相對于所述殼體擺動；光纖，所述光纖上設(shè)置有光纖光柵，所述光纖在靠近所述光纖光柵兩端的位置分別固定于所述重錘和所述殼體；其中，所述光纖至少有一端穿出所述殼體。

優(yōu)選地，所述光纖包括：第一光纖和第二光纖；其中，所述第一光纖的光纖光柵和所述第二光纖的光纖光柵分別位于所述重錘的對側(cè)。

優(yōu)選地，所述殼體包括頂蓋和固定在所述頂蓋上的基座部，所述光纖在靠近所述光纖光柵的一端處固定于所述基座部。

優(yōu)選地，所述殼體上設(shè)置有軸，所述重錘可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述軸。

優(yōu)選地，所述基座部包括固定在所述頂蓋上的支板以及設(shè)置在所述支板之間的底座，所述軸固定在所述支板之間。。

優(yōu)選地，所述重錘的側(cè)面上設(shè)置有用于定位所述光纖光柵的定位槽。

優(yōu)選地，所述頂蓋上設(shè)置有用于穿入所述光纖光柵的通入孔；并且/或者所述殼體包括底蓋，所述底蓋上設(shè)置有用于穿出所述光纖光柵的通出孔。

優(yōu)選地，所述傳感器固定在外部殼體內(nèi)，所述光纖上設(shè)置有多個光纖光柵，多個所述光纖光柵對應(yīng)多個所述殼體，所述光纖用于與解調(diào)儀連接。

通過上述技術(shù)方案，將本發(fā)明提供的傳感器可以設(shè)置在埋入邊坡的測斜管內(nèi)，在邊坡發(fā)生滑移時，該傳感器的殼體會隨之發(fā)生傾斜，從而使得重錘與殼體之間發(fā)生相對傾斜，進(jìn)而使得固定在殼體和重錘之間的光纖光柵發(fā)生形變并以光信號的形式傳遞到外部，從而監(jiān)測到邊坡的滑移。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的傳感器的殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是圖1中的傳感器外部結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3是多個圖1中的傳感器的殼體的布置形式的示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1 第一光纖 2 第二光纖

3 殼體 4 重錘

5 頂蓋 6 軸

7 底座 8 支板

9 通入孔 10 通出孔

11 緊固孔 12 裝配孔

13 底蓋 14 定位槽

15 解調(diào)儀

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種傳感器，該傳感器包括：殼體3；重錘4，該重錘4設(shè)置在所述殼體3內(nèi)部并能夠在所述殼體3傾斜時相對于所述殼體3擺動；光纖，所述光纖上設(shè)置有光纖光柵，所述光纖在靠近所述光纖光柵兩端的位置分別固定于所述重錘4和所述殼體3；其中，所述的光纖至少有一端穿出所述殼體3?？梢詫⒈景l(fā)明提供的傳感器設(shè)置在埋入需進(jìn)行滑移監(jiān)測的邊坡的測斜管內(nèi)，當(dāng)邊坡發(fā)生滑移時，該傳感器會隨著邊坡的滑移發(fā)生相應(yīng)的傾斜，即殼體3發(fā)生傾斜，重錘4在重力的作用下與殼體3發(fā)生相對的傾斜，由于光纖光柵上的兩端分別固定在重錘4和殼體3，因此光纖光柵會發(fā)生相對的形變，改變光纖光柵的輸出波長。通過使用外部檢測設(shè)備(例如解調(diào)儀，光纖的穿出殼體3的一端可以連接至解調(diào)儀)監(jiān)測光纖光柵的輸出波長即可監(jiān)測邊坡的滑移。

其中，光纖光柵的兩端可以通過適當(dāng)?shù)姆绞椒謩e固定在重錘4和殼體3，比如用膠水粘貼或者用螺栓緊固，該光纖光柵還應(yīng)在正常情況下呈略微緊繃的狀態(tài)，以便使得滑移發(fā)生時光纖光柵能夠明顯的發(fā)生相應(yīng)的形變。該殼體3還應(yīng)采用耐腐蝕的材料制成，以適應(yīng)邊坡內(nèi)部的土壤的潮濕的環(huán)境。

在實(shí)際應(yīng)用中，還會遇到需要辨別邊坡滑移的方向的情況，為了滿足該需求，優(yōu)選地，所述光纖包括：第一光纖1和第二光纖2；其中，所述第一光纖1的光纖光柵和所述第二光纖2的光纖光柵分別位于所述重錘4的對側(cè)，所述第一光纖1至少有一端和所述第二光纖2至少有一端穿出所述殼體3。即第一光纖1包括兩端分別固定于所述重錘4和所述殼體3的第一光纖光柵；第二光纖2包括兩端分別固定于所述重錘4和所述殼體3的第二光纖光柵。

由于兩根光纖的光纖光柵分別設(shè)置在重錘4的對側(cè)，在重錘4相對于殼體3發(fā)生傾斜時，兩個光纖光柵必然有一個會被拉伸，一個會發(fā)生松弛，從而使得第一光纖光柵和第二光纖光柵的輸出波長發(fā)生不同的變化，通過對該變化的分析判斷出邊坡滑移的方向，此外，該兩根光纖的設(shè)置形式較單獨(dú)的一根光纖，靈敏度上也會有很大的提升，本發(fā)明并不限定于采用一根或者兩根光纖，任何可行性的多根光纖的布置形式均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明提供的光纖光柵可采用適當(dāng)?shù)男问皆O(shè)置在殼體3上，優(yōu)選地，所述殼體3包括頂蓋5和固定在所述頂蓋5上的基座部，所述光纖在靠近所述光纖光柵的一端處固定于所述基座部，該基座部向殼體3的內(nèi)部延伸并可以通過頂蓋5上的裝配孔12固定在頂蓋5上，在殼體3發(fā)生傾斜時，該基座部隨著殼體3發(fā)生傾斜，從而使得固定在基座部和重錘4之間的光纖光柵發(fā)生形變。

為了實(shí)現(xiàn)在殼體3傾斜時重錘4與殼體3之間的相對傾斜，還可優(yōu)選地，所述殼體3上設(shè)置有軸6，所述重錘4可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述軸6。在殼體3發(fā)生傾斜時，重錘4在重力的作用下圍繞軸6擺動，從而實(shí)現(xiàn)與殼體3之間的相對傾斜。其中，光纖光柵固定在重錘4上的一端可選用固定在重錘4上的環(huán)繞軸6的部分上，殼體3應(yīng)當(dāng)具有容納重錘4在適當(dāng)范圍內(nèi)擺動的空間，從而能夠?qū)瞥潭容^大的邊坡進(jìn)行監(jiān)測。

其中軸6可以采用適當(dāng)?shù)姆绞皆O(shè)置在殼體3內(nèi)，優(yōu)選地，所述基座部包括固定在所述頂蓋5上的支板8以及設(shè)置在所述支板8之間的底座7，所述軸6固定在所述支板8之間。支板8為固定在頂蓋5上且與頂蓋5垂直的兩塊板，支板8上開有用于連接軸6的安裝孔，其中，底座7固定在兩塊支板8之間，光柵光纖可以設(shè)置在底座7的另外的兩個相對的側(cè)面上。

此外，支板上開有兩個緊固孔11，當(dāng)不使用該傳感器時(例如在運(yùn)輸途中)，為了防止在運(yùn)輸?shù)冗^程中重錘4的擺動導(dǎo)致光纖被破壞，可以在緊固孔11中設(shè)置螺栓等緊固件對重錘4進(jìn)行限制，防止重錘4的擺動，從而防止感應(yīng)部因過度擺動而受損。

光纖可以采用適當(dāng)?shù)姆绞酵ㄟ^重錘4，優(yōu)選地，所述重錘4的側(cè)面上設(shè)置有用于定位所述光纖光柵的定位槽14，該定位槽14可貫穿重錘4的側(cè)面，光柵光纖可穿出地嵌入在定位槽14中。需要說明的是，重錘4的形狀優(yōu)選為方形柱體，但本申請并不限定于此，也可以選用圓柱體或者不規(guī)則柱體，且同樣能夠在這些形狀的重錘上設(shè)置定位槽，這些均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明的傳感器的光纖光柵可采用適當(dāng)?shù)姆绞酱┏鰵んw3，優(yōu)選地，所述頂蓋5上設(shè)置有用于穿入所述光纖光柵的通入孔9；并且/或者所述殼體3包括底蓋13，所述底蓋13上設(shè)置有用于穿出所述光纖光柵的通出孔10。本申請的傳感器的光纖光柵從頂蓋5上的通入孔9穿入殼體3內(nèi)，并將該光纖在靠近所述光纖光柵兩端的位置分別固定于所述重錘4和所述基座部(殼體3)。

還可優(yōu)選地，如圖3所示，所述傳感器固定在外部殼體(如測斜管)內(nèi)，所述光纖上設(shè)置有多個光纖光柵，多個所述光纖光柵對應(yīng)多個所述殼體3，所述光纖用于與解調(diào)儀15連接。在實(shí)際應(yīng)用中，通常利用一根光纖光柵串聯(lián)多個光纖光柵，每個光纖光柵對應(yīng)一個傳感器單元，這些傳感器單元可以設(shè)置在同一個外部殼體的內(nèi)部，比如固定在同一跟測斜管的內(nèi)壁面上，該光纖光柵可以通過每個傳感器單元的底蓋13上的通出孔10穿出該傳感器單元對應(yīng)的殼體3，從而實(shí)現(xiàn)這種配置方式，并最終使得光纖與外界檢測光纖光柵的輸出波長的解調(diào)儀15連接。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。