埋入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(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102607611102607611B(45)授权公告日2015.01.28(21)申请号201210077161.1(56)对比文件CN201569416U,2010.09.01,(22)申请日2012.03.22CN101324189A,2008.12.17,(73)专利权人华南理工大学CN202511807U,2012.10.31,地址510640广东省广州市天河区五山路KR10-2006-0042611A,2006.05.15,381号US2007/0193362A1,2007.08.23,(72)发明人汤立群刘泽佳刘逸平何庭蕙桑登峰.《基于光纤光栅传感器的桥梁健康张红张纯禹陈金明桑登峰监测系统的设计与实施》.《万方数据库学位论杨宝蒋斌文》.2010,(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限审查员张瀛公司44102代理人何淑珍(51)Int.Cl.G01D5/26(2006.01)G01B11/16(2006.01)G01L1/24(2006.01)G02B6/46(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称埋入式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法(57)摘要本发明提供了埋入式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法，所述传感器包括尾纤、金属波纹管、热缩管护套、光纤光栅、光栅支撑架、外层封装钢管、第一支撑套、第二支撑套和堵头，尾纤穿过金属波纹管，金属波纹管的一端套有热缩管护套，穿出热缩管护套的尾纤的一端与光纤光栅的裸纤熔接，光纤光栅的裸纤粘贴在光栅支撑架上，第一支撑套、第二支撑套套在粘贴有光纤光栅的光栅支撑架，光栅支撑架从外层封装钢管的一端插入外层封装钢管中，光栅支撑架与外层封装钢管两端通过粘胶剂固定，外层封装钢管的另一端设有所述堵头。所述制作方法采用双层封装，在封装中确保光栅部分和保护壳结构分离，既能有效的保护光栅，又能有效避免因横向应变产生的误差。CN102607611BCN10267BCN102607611B权利要求书1/1页1.埋入式双层封装光纤光栅传感器，其特征在于包括尾纤、金属波纹管、热缩管护套、光纤光栅、光栅支撑架、外层封装钢管、第一支撑套、第二支撑套和堵头，所述尾纤穿过金属波纹管，金属波纹管的一端套有用于烧融后加强尾纤与外层封装钢管的连接强度的所述热缩管护套，穿出热缩管护套的尾纤的一端与所述光纤光栅的裸纤熔接，光纤光栅的裸纤还紧密地粘贴在光栅支撑架上，所述第一支撑套、第二支撑套套在粘贴有所述光纤光栅的光栅支撑架，光栅支撑架从外层封装钢管的一端插入外层封装钢管中，光栅支撑架与外层封装钢管两端通过粘胶剂固定，外层封装钢管的另一端设有所述堵头；所述热缩管护套烧融后位于外层封装钢管的一端；光纤光栅的裸纤通过环氧树脂紧密地粘贴在光栅支撑架上；光栅支撑架与外层封装钢管两端通过注入环氧树脂固定；光栅支撑架为一根高强度钢丝；光纤光栅的光栅段与外层封装钢之间有间隙。2.一种埋入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）尾纤穿过金属波纹管，金属波纹管一端套上热缩管护套；2）截取一段光纤光栅；3）将尾纤与光纤光栅的裸纤熔接到一起；4）将光纤光栅的裸纤用环氧树脂粘结到光栅支撑架上；5）烧融热缩管护套使热缩管护套位于外层封装钢管的端部，加强尾纤与外层封装钢管的连接强度；6）将第一支撑套、第二支撑套套在粘贴有光纤光栅的所述光栅支撑架上，使光栅支撑架支撑在钢管内部；7）将支撑架插入外层封装钢管中，从钢管两端的区域注入环氧树脂，使光栅支撑架与外层封装钢管两端之间固定，确保光纤光栅的的光栅段不与外层封装钢管接触；8）装上堵头即可完成传感器制作。2CN102607611B说明书1/4页埋入式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法技术领域[0001]本发明主要涉及各种大型钢筋混凝土结构的温度与应力、应变和变形的监测技术，特别涉及用于监测大中型混凝土桥梁内部应变的埋入式双层封装光纤光栅传感器及其制作方法。背景技术[0002]土木工程结构的施工及使用安全问题的解决依赖于预先埋设各种类型的传感器材。土木工程结构对传感器的主要要求是：在外载的作用下，通过测量与结构有关的各种参数，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。[0003]与传统的电子和机械传感器相比较，以光纤布拉格光栅为核心的传感器具有灵敏度高、动态范围宽、不受电磁干扰、可靠性高、体积小以及可埋入智能材料等优点。适用于强电磁干扰，辐射、腐蚀环境，方便实现对桥梁，水坝，飞行器，舰船，油井等的实时监测，因此光纤布拉格传感技术的应用越来越广泛。[0004