專利名稱：用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器，特別涉及一種用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器。
背景技術：
光纖光柵彎曲傳感器與傳統(tǒng)的電類傳感器相比有很多優(yōu)點，如無源無電，質(zhì)量輕， 體積小，在戶外安裝使用，抗強電磁干擾，信號傳輸距離遠，可實現(xiàn)多點分布式測量，因此， 在傳感領域倍受關注。由于我國是一個山地大國，崩塌、滾石等自然災害長期以來對鐵路運輸帶來了巨大的損失和安全威脅。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，列車在不斷提速，當列車在高速運行時，一旦有滾石等異物侵入鐵路限界，如果列車司機不能及時發(fā)現(xiàn)險情，容易造成嚴重的列車脫軌事故， 甚至造成巨大的災難。安裝在鐵路沿線兩側的被動柔性防護網(wǎng)，由于具有足夠的強度和柔性，常用來攔截滾石等異物入侵鐵路限界，通過在被動柔性防護網(wǎng)的上支撐繩安裝光纖光柵彎曲傳感器，可以監(jiān)測防護網(wǎng)滾石沖擊下的變形大小，從而判斷入侵滾石的沖擊能量的大小以及沖擊后防護網(wǎng)的狀態(tài)，為鐵路沿線的安全監(jiān)測系統(tǒng)提供基本數(shù)據(jù)?！豆鈱W學報》2006年7月沈卷第7期公開了一種基于四芯光纖的彎曲傳感器，該光纖彎曲傳感器采用一段四芯光纖作為敏感單元，四個纖芯作為一個四光束干涉儀，在光纖出射端遠場形成周期分布的干涉格子，利用格子光場的移動來測量彎曲曲率半徑，該傳感器信號的識別困難，不適用于儀器的實時監(jiān)測，而且光源和探測分別布置在光纖兩端，測量不方便。《光子學報》2011年40卷第2期公開了一種基于邁克爾遜干涉的光纖彎曲傳感器，該光纖彎曲傳感器是將兩根光纖組成的光纖帶固定于彈性彎曲結構上產(chǎn)生邁克爾遜干涉信號，用光纖折射率匹配液填充微型腔，采用相位生成載波技術對相位干涉信號進行調(diào)制和解調(diào)，實現(xiàn)對曲率的測量，該傳感器體積小，質(zhì)量輕，分辨率高，但是測量系統(tǒng)復雜，不適合于多點分布式測量。專利申請?zhí)?005100244 . 1、公開號CN1664495的發(fā)明專利申請公開說明書公開了一種同時測量彎曲曲率和彎曲方向的彎曲傳感器，該彎曲傳感器采用方法是將單模光纖分別將三個長周期光纖光柵相互級聯(lián)，其中兩個長周期光纖光柵對彎曲最敏感方向相互交叉45度夾角，具有體積小，成本低，易埋入被測工程結構等特點，但是存在結構復雜和制造困難的不足，且不適用于惡劣的戶外環(huán)境。專利申請?zhí)?00810171597. 0、公開號CN1014M509的發(fā)明專利申請公開說明書中
也公開了一種彎曲傳感器，該彎曲傳感器通過將多個應變敏感元件布置在基部構件的一個側面上的寬度方向上的不同位置處并且被布置在基部構件的厚度方向上的兩個以上的不同位置來實現(xiàn)對彎曲的測量，由于該傳感器的應變敏感元件采用的是電阻應變片，因此該結構不具備抗電磁干擾、耐腐蝕，多點分布式測量的能力。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，具有靈敏度高、抗強電磁干擾的特點，而且耐腐蝕，可在戶外環(huán)境中使用，并方便地實現(xiàn)多點分布式測量。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案如下本實用新型用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，其特征是它包括其外表面上環(huán)向等距間隔開設有三條縱向凹槽的塑料棒，以及沿塑料棒縱向間隔布設的第一組光纖光柵、第二組光纖光柵，第一組光纖光柵、第二組光纖光柵各由分別固定于三條縱向凹槽內(nèi)的三只光纖光柵構成，每一條縱向凹槽內(nèi)的兩只光纖光柵串接，并串接有延伸出塑料棒縱向一端的引出尾纖。本實用新型的有益效果是，靈敏度高，抗強電磁干擾，耐腐蝕，可在戶外環(huán)境中使用，實現(xiàn)多點分布式測量；測量信號可靠，傳輸距離遠，便于構建遠程安全監(jiān)測系統(tǒng)；采用差動的方式進行溫度補償，消除溫度對彎曲的測量的影響，同時提高了測量靈敏度。

本說明書包括如下兩幅附圖圖1是本實用新型用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器的橫斷面結構示意圖；圖2是沿圖1中A-A線的剖視圖。圖中示出零部件、部位名稱及所對應的標記塑料棒10、縱向凹槽11、封裝層12、 光纖光柵20、第一組光纖光柵21、第二組光纖光柵22、引出尾纖23、管接頭30。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。參照圖1和圖2，本實用新型用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，它包括其外表面上環(huán)向等距間隔開設有三條縱向凹槽11的塑料棒10，以及沿塑料棒10 縱向間隔布設的第一組光纖光柵21、第二組光纖光柵22，第一組光纖光柵21、第二組光纖光柵22分別靠近塑料棒10的縱向一端。第一組光纖光柵21、第二組光纖光柵22各由分別固定于三條縱向凹槽11內(nèi)的三只光纖光柵20構成，每一條縱向凹槽11內(nèi)的兩只光纖光柵20串接，并串接有延伸出塑料棒10縱向一端的引出尾纖23。為保護引出尾纖23，所述縱向凹槽11內(nèi)填充膠黏劑形成封裝層12，所述塑料棒10在引出尾纖23的延伸端設置有管接頭30，通常，首先在塑料棒10上加工三條相隔120°的縱向凹槽11，再將串接好的兩只光纖光柵21放入縱向凹槽11中，并用膠黏劑將縱向凹槽11填充、封滿形成封裝層12。待膠黏劑凝固后將管接頭30裝在塑料棒10的一端。將做好的光纖光柵彎曲傳感器安裝在柔性防護網(wǎng)的上支撐繩上，塑料棒10上布置的第一組光纖光柵21、第二組光纖光柵22可以測得塑料棒10的彎曲曲率，從而得到塑料棒10的彎曲形狀，再根據(jù)塑料棒10的彎曲變形大小來得到防護網(wǎng)在滾石沖擊作用下的變形大小。以上所述只是用圖解說明本實用新型用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器的一些原理，并非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本實用新型所申請的專利范圍。
權利要求1.用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，其特征是它包括其外表面上環(huán)向等距間隔開設有三條縱向凹槽(11)的塑料棒(10)，以及沿塑料棒(10)縱向間隔布設的第一組光纖光柵(21)、第二組光纖光柵(22)，第一組光纖光柵(21)、第二組光纖光柵02)各由分別固定于三條縱向凹槽(11)內(nèi)的三只光纖光柵00)構成，每一條縱向凹槽(11)內(nèi)的兩只光纖光柵OO)串接，并串接有延伸出塑料棒(10)縱向一端的引出尾纖 (23)。
2.如權利要求1所述的用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，其特征是所述塑料棒(10)在引出尾纖的延伸端設置有管接頭(30)。
3.如權利要求1或2所述的用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，其特征是所述縱向凹槽(11)內(nèi)填充膠黏劑形成封裝層(12)。
專利摘要用于柔性防護網(wǎng)受力變形監(jiān)測的光纖光柵彎曲傳感器，它包括其外表面上環(huán)向等距間隔開設有三條縱向凹槽(11)的塑料棒(10)，以及沿塑料棒(10)縱向間隔布設的第一組光纖光柵(21)、第二組光纖光柵(22)，第一組光纖光柵(21)、第二組光纖光柵(22)各由分別固定于三條縱向凹槽(11)內(nèi)的三只光纖光柵(20)構成，每一條縱向凹槽(11)內(nèi)的兩只光纖光柵(20)串接，并串接有延伸出塑料棒(10)縱向一端的引出尾纖(23)。具有靈敏度高、抗強電磁干擾的特點，而且耐腐蝕，可在戶外環(huán)境中使用，實現(xiàn)多點分布式測量；測量信號可靠，傳輸距離遠，便于構建遠程安全監(jiān)測系統(tǒng)；消除溫度對彎曲的測量的影響。
文檔編號G01B11/16GK202329571SQ201120494780
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權日2011年12月2日
發(fā)明者張東生, 戴玉堂, 李安洪, 王智猛, 褚宇光, 賴紫輝, 魏永幸 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司