表面式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102706390A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102706390A(43)申请公布日2012.10.03(21)申请号201210000594.7(22)申请日2012.01.04(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号申请人广东省公路管理局(72)发明人罗立峰罗广发汤立群黄成造刘云生刘泽佳刘逸平(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍(51)Int.Cl.G01D21/02(2006.01)G01B11/16(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称表面式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法(57)摘要本发明提供表面式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法，所述传感器中，第一尾纤熔接在光纤光栅的一端，第二尾纤熔接在光纤光栅的另一端；第一护套和第二护套分别烧融在外壳两端，用于加强所述第一尾纤和第二尾纤与外壳的连接强度；外壳中的凹槽内安放有第一支撑套和第二支撑套，光纤光栅粘结在光栅支撑架上，光栅支撑架放置在第一支撑套和第二支撑套上，光栅支撑架两端粘牢固定在外壳中，光栅支撑架的中间部分则处于悬空状态为了使其适应各种结构物表面应变监测的需要。制作方法使粘贴有光栅的钢丝两端紧固，中间悬空，有效避免因横向应变产生的误差，从而有效消除了横向应变对测量结果的影响。CN1027639ACN102706390A权利要求书1/1页1.表面式双层封装光纤光栅传感器，其特征在于包括第一尾纤、第二尾纤、光纤光栅、光栅支撑架、第一护套、第二护套和开有凹槽的外壳，所述第一尾纤熔接在光纤光栅的一端，所述第二尾纤熔接在光纤光栅的另一端；第一护套和第二护套分别烧融在外壳两端，用于加强所述第一尾纤和第二尾纤与外壳的连接强度；外壳中的凹槽内安放有第一支撑套和第二支撑套，光纤光栅粘结在光栅支撑架上，光栅支撑架放置在第一支撑套和第二支撑套上，光栅支撑架两端粘牢固定在外壳中，光栅支撑架的中间部分则处于悬空状态。2.根据权利要求1所述的表面式双层封装光纤光栅传感器，其特征在于所述外壳由开有所述凹槽的两片条钢构成，光栅支撑架两端采用环氧树脂粘牢固定在两片条钢上。3.根据权利要求1所述的表面式双层封装光纤光栅传感器，其特征在于所述光栅支撑架为一根高强钢丝。4.根据权利要求3所述的表面式双层封装光纤光栅传感器，其特征在于所述光纤光栅通过环氧树脂粘结到所述高强钢丝上。5.根据权利要求3所述的表面式双层封装光纤光栅传感器，其特征在于第一尾纤、第二尾纤均套有热缩管。6.一种表面式双层封装光纤光栅传感器的制作方法，其特征在于包括如下步骤：1）将第一尾纤、第二尾纤套上热缩管；2）截取光纤光栅，使光栅位于中间位置；3）将第一尾纤、第二尾纤各自与所述光纤光栅两端的裸纤熔接到一起；4）将光纤光栅上含光栅的裸纤用环氧树脂粘结到光栅支撑架上；5）烧融第一护套和第二护套，使第一护套、第二护套位于所述传感器外壳的端部，用于加强尾纤与外壳的连接强度；6）将第一支撑套和第二支撑套放置在外壳的凹槽内，将粘贴有光纤光栅的光栅支撑架放置在第一支撑套和第二支撑套上，使光纤光栅与所述尾纤的两个熔接头位于所述护套与外壳端部之间的区域，在该区域注入环氧树脂；7）拧紧所述外壳的两片条钢上的四个螺栓完成封装。2CN102706390A说明书1/4页表面式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法技术领域[0001]本发明涉及表面粘贴式传感器，具体涉及用于桥梁健康监测的表面式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法。背景技术[0002]土木工程结构的应力、应变和变形的监测需要各种类型的传感器材。土木工程结构往往是关系到国计民生的重大结构，保证其健康运行有重大意义。通过各种传感器测量土木工程结构在外载的作用下的有关的各种参数，从强度、刚度、抗裂性及结构实际破坏形态来判明结构的实际工作性能，估计结构的承载能力，确定结构本身与其使用要求的符合程度，传感器的性能对于土木工程结构性能评估的准确性由决定意义。[0003]以光纤布拉格光栅为核心的传感器与传统的电子和机械传感器相比较，具有灵敏度高、动态范围宽、不受电磁干扰、可靠性高、体积小等优点。方便实现对桥梁，水坝，飞行器，舰船，油井等的实时监测，光纤光栅传感技术的应用越来越广泛。[0004]光纤光栅传感器的光栅刻写在光纤上，光纤既是传感器又是传输媒介，可以将所有传感系统的光栅集成到一根光纤上，采用灵活多样的调制传感技术，测量信号的种类多样。光纤光栅传感器的信号载体为激光，在光纤中传输的损耗极低，适合于长距离传输和监控。利用光纤光栅的特性，可以制成抗恶劣环境的光纤光栅传感器用于在高电压环境下等电磁干扰强烈的地方，此时传统传感器无法胜任