用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種位移測(cè)量裝置，特別涉及一種用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋工程服役于惡劣海洋環(huán)境中，鋼材在海水環(huán)境中極易發(fā)生銹蝕破壞，普通電類、振弦式位移傳感器在海水環(huán)境中存活率較低、耐久性差，多發(fā)生因海水侵入造成短路破壞以及零部件銹蝕的耐久性破壞，并且電類位移傳感器易受電磁干擾，測(cè)量信號(hào)穩(wěn)定性差。同時(shí)，傳統(tǒng)位移傳感器中的彈簧式伸縮裝置易受彈簧老化問題的影響，造成復(fù)位困難，影響測(cè)試結(jié)果，而且彈簧式伸縮裝置易發(fā)生因人為過度拉伸造成的傳感器損壞。再者，目前的位移傳感器一般不具備位移與環(huán)境溫度同步測(cè)量的能力，而且，電類位移傳感器在長距離傳送信號(hào)過程中會(huì)存在信號(hào)嚴(yán)重?fù)p耗的情況，難以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的長距離傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種可實(shí)現(xiàn)信號(hào)長距離傳輸?shù)挠糜诤Ｑ蠊こ痰木哂袦y(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器，包括外殼，在所述外殼內(nèi)設(shè)有一個(gè)前部支撐塊和一個(gè)后部支撐塊，在所述前部支撐塊和所述后部支撐塊之間設(shè)有與它們固接的兩根導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌與所述外殼的縱向中心線平行；在兩根所述導(dǎo)軌上安裝有斜坡滑塊，在所述斜坡滑塊的斜坡面上方設(shè)有與其吻合的接觸片，所述接觸片固定在等強(qiáng)度梁的前端，所述等強(qiáng)度梁與所述導(dǎo)軌平行，所述等強(qiáng)度梁的后端固定在所述后部支撐塊上；在所述等強(qiáng)度梁的下表面上安裝有一支光纖光柵應(yīng)變傳感器，在所述外殼內(nèi)設(shè)置有一光纖光柵溫度傳感器，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器和所述光纖光柵溫度傳感器采用一根光纖連接，在所述光纖的兩端各設(shè)有一光纖接頭，所述光纖接頭的外接端延伸在所述外殼的后端之外；在所述斜坡滑塊的前端固接有一連接桿，所述連接桿與所述導(dǎo)軌平行，所述連接桿的前端穿越所述前部支撐塊并延伸至所述外殼的前端之外；使用時(shí)，被測(cè)物通過所述連接桿帶動(dòng)所述斜坡滑塊沿所述導(dǎo)軌前后平移，所述斜坡滑塊通過其斜坡面帶動(dòng)所述接觸片上下移動(dòng)，所述接觸片驅(qū)動(dòng)所述等強(qiáng)度梁產(chǎn)生彎曲變形，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器感知等強(qiáng)度梁的彎曲應(yīng)變并將彎曲應(yīng)變信號(hào)通過所述光纖接頭輸出；所述光纖光柵溫度傳感器獲取環(huán)境溫度信號(hào)并通過所述光纖接頭輸出；所述外殼、所述等強(qiáng)度梁、所述接觸片、所述連接桿、所述斜坡滑塊、所述導(dǎo)軌、所述前部支撐塊和所述后部支撐塊均是由不銹鋼材質(zhì)制成的。
[0005]在所述連接桿的前端安裝有萬向節(jié)，所述萬向節(jié)是由不銹鋼材質(zhì)制成的，使用時(shí)，被測(cè)物通過所述萬向節(jié)作用在所述連接桿上。
[0006]所述光纖光柵溫度傳感器連接在所述等強(qiáng)度梁的上表面上。
[0007]所述光纖接頭為FC光纖接頭。
[0008]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:采用光纖布拉格光柵傳感的原理，利用斜坡滑塊移動(dòng)引起等強(qiáng)度梁的彎曲應(yīng)變，通過等強(qiáng)度梁的彎曲應(yīng)變來測(cè)量滑塊的位移量，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的長距離傳輸；采用光纖光柵溫度傳感器進(jìn)行環(huán)境溫度測(cè)量，以方便對(duì)光纖光柵應(yīng)變傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，加強(qiáng)了傳感器部件的利用率，提高了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性，簡化了整體結(jié)構(gòu)，又實(shí)現(xiàn)了溫度和位移的同步測(cè)量；采用在海水環(huán)境中不會(huì)發(fā)生銹蝕的零部件，能夠避免因海水侵入造成短路破壞以及零部件銹蝕的耐久性破壞，并且采用光纖光柵傳感原理，不存在電磁干擾的問題，測(cè)量信號(hào)穩(wěn)定性可靠；采用斜面驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，工作性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長，復(fù)位容易。綜上所述，本發(fā)明為海洋工程結(jié)構(gòu)的位移測(cè)量提供了高效可靠的工具，將其應(yīng)用于沿海港口碼頭等海洋工程結(jié)構(gòu)的位移和環(huán)境溫度的同步測(cè)量，將大大提高測(cè)量效率和精度，減少測(cè)試成本。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是圖1的俯視圖；
[0011]圖3是圖1的側(cè)視圖。
[0012]圖中:1、FC光纖接頭，2、外殼，3、光纖光柵溫度傳感器，4、光纖光柵應(yīng)變傳感器，
5、等強(qiáng)度梁，6、接觸片，7、連接桿，8、萬向節(jié)，9、斜坡滑塊，10、導(dǎo)軌，11-1、前部支撐塊，11-2、后部支撐塊。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0014]請(qǐng)參見圖1?圖3，一種用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器，包括外殼2，在所述外殼2內(nèi)設(shè)有一個(gè)前部支撐塊11-2和一個(gè)后部支撐塊11-1，在所述前部支撐塊11-2和所述后部支撐塊11-1之間設(shè)有與它們固接的兩根導(dǎo)軌10，所述導(dǎo)軌10與所述外殼2的縱向中心線平行；在兩根所述導(dǎo)軌10上安裝有斜坡滑塊9，在所述斜坡滑塊9的斜坡面上方設(shè)有與其吻合的接觸片6，所述接觸片6固定在等強(qiáng)度梁5的前端，所述接觸片6與所述斜坡滑塊9的斜坡面始終保持穩(wěn)定可靠的面接觸。所述等強(qiáng)度梁5與所述導(dǎo)軌10平行，所述等強(qiáng)度梁5的后端固定在所述后部支撐塊ll-ι上，形成懸臂結(jié)構(gòu)。
[0015]在所述等強(qiáng)度梁5的下表面上安裝有一支光纖光柵應(yīng)變傳感器4，在所述外殼2內(nèi)設(shè)置有一光纖光柵溫度傳感器3，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器4和所述光纖光柵溫度傳感器3采用一根光纖連接，在所述光纖的兩端各設(shè)有一光纖接頭1，所述光纖接頭I的外接端延伸在所述外殼2的后端之外。
[0016]在所述斜坡滑塊9的前端固接有一連接桿7，所述連接桿7與所述導(dǎo)軌10平行，所述連接桿7的前端穿越所述前部支撐塊11-2并延伸至所述外殼2的前端之外。前部支撐塊11-2對(duì)連接桿7起到支撐作用。
[0017]使用時(shí)，被測(cè)物的位移通過所述連接桿7帶動(dòng)所述斜坡滑塊9沿所述導(dǎo)軌10前后平移，所述斜坡滑塊9通過其斜坡面帶動(dòng)所述接觸片6上下移動(dòng)，所述接觸片6驅(qū)動(dòng)所述等強(qiáng)度梁5產(chǎn)生彎曲變形，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器4感知等強(qiáng)度梁的彎曲應(yīng)變并將彎曲應(yīng)變信號(hào)通過所述光纖接頭I輸出；所述光纖光柵溫度傳感器3獲取環(huán)境溫度信號(hào)并通過所述光纖接頭I輸出。
[0018]后續(xù)，光纖光柵解調(diào)器接收到彎曲應(yīng)變信號(hào)和環(huán)境溫度信號(hào)后，根據(jù)彎曲應(yīng)變信號(hào)計(jì)算出被測(cè)物的位移，并根據(jù)對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度對(duì)計(jì)算位移作出溫度補(bǔ)償，獲得被測(cè)物的真實(shí)位移。
[0019]所述外殼2、所述等強(qiáng)度梁5、所述接觸片6、所述連接桿7、所述斜坡滑塊9、所述導(dǎo)軌10、所述前部支撐塊11-2和所述后部支撐塊11-1均是由不銹鋼材質(zhì)制成的。以適用于海洋環(huán)境。
[0020]在本實(shí)施例中，為了方便上述位移傳感器不同角度的安裝，在所述連接桿7的前端安裝有萬向節(jié)8，所述萬向節(jié)8是由不銹鋼材質(zhì)制成的，使用時(shí)，被測(cè)物通過所述萬向節(jié)作用在所述連接桿7上。為了穩(wěn)定所述光纖光柵溫度傳感器3，在保證所述光纖光柵溫度傳感器3處于非約束狀態(tài)以滿足其使用要求的前提下，將所述光纖光柵溫度傳感器3連接在所述等強(qiáng)度梁5的上表面上。所述光纖接頭I采用FC光纖接頭。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器，包括外殼，其特征在于，在所述外殼內(nèi)設(shè)有一個(gè)前部支撐塊和一個(gè)后部支撐塊，在所述前部支撐塊和所述后部支撐塊之間設(shè)有與它們固接的兩根導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌與所述外殼的縱向中心線平行；在兩根所述導(dǎo)軌上安裝有斜坡滑塊，在所述斜坡滑塊的斜坡面上方設(shè)有與其吻合的接觸片，所述接觸片固定在等強(qiáng)度梁的前端，所述等強(qiáng)度梁與所述導(dǎo)軌平行，所述等強(qiáng)度梁的后端固定在所述后部支撐塊上；在所述等強(qiáng)度梁的下表面上安裝有一支光纖光柵應(yīng)變傳感器，在所述外殼內(nèi)設(shè)置有一光纖光柵溫度傳感器，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器和所述光纖光柵溫度傳感器采用一根光纖連接，在所述光纖的兩端各設(shè)有一光纖接頭，所述光纖接頭的外接端延伸在所述外殼的后端之外；在所述斜坡滑塊的前端固接有一連接桿，所述連接桿與所述導(dǎo)軌平行，所述連接桿的前端穿越所述前部支撐塊并延伸至所述外殼的前端之外； 使用時(shí)，被測(cè)物通過所述連接桿帶動(dòng)所述斜坡滑塊沿所述導(dǎo)軌前后平移，所述斜坡滑塊通過其斜坡面帶動(dòng)所述接觸片上下移動(dòng)，所述接觸片驅(qū)動(dòng)所述等強(qiáng)度梁產(chǎn)生彎曲變形，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器感知等強(qiáng)度梁的彎曲應(yīng)變并將彎曲應(yīng)變信號(hào)通過所述光纖接頭輸出；所述光纖光柵溫度傳感器獲取環(huán)境溫度信號(hào)并通過所述光纖接頭輸出； 所述外殼、所述等強(qiáng)度梁、所述接觸片、所述連接桿、所述斜坡滑塊、所述導(dǎo)軌、所述前部支撐塊和所述后部支撐塊均是由不銹鋼材質(zhì)制成的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器，其特征在于，在所述連接桿的前端安裝有萬向節(jié)，所述萬向節(jié)是由不銹鋼材質(zhì)制成的，使用時(shí)，被測(cè)物通過所述萬向節(jié)作用在所述連接桿上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器，其特征在于，所述光纖光柵溫度傳感器連接在所述等強(qiáng)度梁的上表面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器，其特征在于，所述光纖接頭為FC光纖接頭。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于海洋工程的具有測(cè)溫功能的光纖光柵位移傳感器，包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)有與其縱向中心線平行的兩根導(dǎo)軌，在兩根導(dǎo)軌上安裝有斜坡滑塊，在斜坡滑塊的斜坡面上方設(shè)有與其吻合的接觸片，接觸片固定在與導(dǎo)軌平行的等強(qiáng)度梁的前端，等強(qiáng)度梁的后端固定在外殼內(nèi)；在等強(qiáng)度梁的下表面上安裝有一支光纖光柵應(yīng)變傳感器，在外殼內(nèi)設(shè)置有一光纖光柵溫度傳感器，光纖光柵應(yīng)變傳感器和光纖光柵溫度傳感器采用一根光纖連接，在光纖的兩端各設(shè)有一光纖接頭；在斜坡滑塊的前端固接有一連接桿。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)溫度和位移的同步測(cè)量，測(cè)量信號(hào)穩(wěn)定性可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量信號(hào)的長距離傳輸，能夠適用海洋環(huán)境，經(jīng)久耐用。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號(hào)】CN105004378
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510528495
【發(fā)明人】劉紅彪, 劉現(xiàn)鵬, 張強(qiáng), 張寶華, 李穎, 李鐵良
【申請(qǐng)人】交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日