基于光纤光栅的位移传感器及测量方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115342733A(43)申请公布日2022.11.15(21)申请号202210897797.4(22)申请日2022.07.28(71)申请人武汉理工大学地址430063湖北省武汉市珞狮路122号(72)发明人徐东升夏尉舒范小春秦月席瑞杰(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205专利代理师林玉杰(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)G01B11/16(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称基于光纤光栅的位移传感器及测量方法(57)摘要本发明公开了一种基于光纤光栅的位移传感器及测量方法，基于光纤光栅的位移传感器包括：壳体，包括顶板、底板、左侧板和右侧板，顶板倾斜设置；等强度梁，设于壳体内，其一端连接于右侧板，另一端悬空；拉杆，穿设于右侧板上；滑块，其上端抵接于顶板，下端抵接于等强度梁；传动机构，设于壳体内，包括定滑轮组件、第一传动绳和第二传动绳，定滑轮组件连接于顶板，包括同轴联动的大滑轮和小滑轮，第一传动绳的一端连接于滑块，另一端连接于小滑轮，第二传动绳的一端连接于拉杆的左端，另一端连接于大滑轮，第二传动绳部分绕设于大滑轮上；第一光纤光栅，设于等强度梁的上表面；弹性复位件，设于壳体与滑块之间。上述的结构能够增大量程。CN115342733ACN115342733A权利要求书1/2页1.一种基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，包括：壳体，包括相对设置的顶板和底板以及相对设置的左侧板和右侧板，所述顶板倾斜设置，所述顶板较高的一侧衔接于所述左侧板，较低的一侧衔接于所述右侧板；等强度梁，设置于所述壳体内，所述等强度梁的一端连接于所述右侧板，另一端悬空；拉杆，可滑动地穿设于所述右侧板上，所述拉杆位于所述壳体外的一端用于与待测量的建筑结构连接；滑块，可滑动地设置于所述顶板与所述等强度梁之间，所述滑块的上端抵接于所述顶板，所述滑块的下端抵接于所述等强度梁；传动机构，设置于所述壳体内，所述传动机构包括定滑轮组件、第一传动绳和第二传动绳，所述定滑轮组件连接于所述顶板，所述定滑轮组件包括同轴联动的大滑轮和小滑轮，所述第一传动绳的一端连接于所述滑块，另一端连接于所述小滑轮，所述第二传动绳的一端连接于所述拉杆位于所述壳体内的一端，另一端连接于所述大滑轮，所述第二传动绳部分绕设于所述大滑轮上；用于测量应变的第一光纤光栅，设置于所述等强度梁的上表面；弹性复位件，设置于所述壳体与所述滑块之间。2.如权利要求1所述的基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，所述滑块的上端和所述滑块的下端均设置有滚轮，位于所述滑块上端的滚轮抵接于所述顶板，位于所述滑块下端的滚轮抵接于所述等强度梁。3.如权利要求2所述的基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，所述顶板和/或所述等强度梁对应所述滚轮设置有导向结构。4.如权利要求3所述的基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，所述导向结构包括设置于所述顶板上的第一导向槽以及设置于所述等强度梁上的第二导向槽，所述第一导向槽用于限制所述滑块上端的滚轮的移动轨迹，所述第二导向槽用于限制所述滑块下端的滚轮的移动轨迹。5.如权利要求1所述的基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，还包括位于所述壳体内并用于温度补偿的第二光纤光栅，所述第二光纤光栅设置于所述壳体上或者设置于所述等强度梁靠近所述右侧板的一端的下表面。6.如权利要求1所述的基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，所述壳体还包括相对设置的前侧板和后侧板，所述前侧板和所述后侧板二者其一为可拆卸部件。7.如权利要求6所述的基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，所述前侧板为可拆卸部件，所述前侧板的上下两侧均设置有凸起的卡接部，所述顶板的前侧和所述底板的前侧均凸出于所述左侧板和/或所述右侧板的前侧，所述顶板的前侧凸出于所述左侧板和/或所述右侧板的前侧的部分于内侧设置有用于卡接所述前侧板上侧的卡接部的第一卡槽，所述底板的前侧凸出于所述左侧板和/或所述右侧板的前侧的部分于内侧设置有用于卡接所述前侧板下侧的卡接部的第二卡槽。8.如权利要求1所述的基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，所述右侧板为可拆卸部件。9.如权利要求1所述的基于光纤光栅的位移传感器，其特征在于，所述弹性复位件为拉簧，所述拉簧的一端连接于所述左侧板，另一端连接于所述滑块。2CN115342733A权利要求书2/2页10.一种测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的基于光纤光栅的位移传感器，包括：已知等强度梁的尺寸参数，已知大滑轮和小滑轮的半径之比为n，通过第一光纤光栅测量的数据计算出滑块的位移为S，则拉杆的位移为n×S，即建筑结构的位移变形量为n×S。3CN115342733A说明书1/5页基