一種王字形的光纖光柵傳感器貼片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖光柵傳感器安裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種王字形的光纖光柵傳感 器貼片。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)光纖傳感，尤其是光纖光柵傳感W其抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣、靈敏度 高和分布式大范圍測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越廣泛用于工程檢測(cè)中。在實(shí)際應(yīng)該用中，光纖光柵可 直接粘貼在結(jié)構(gòu)表面上，精確測(cè)量軸的軸向應(yīng)變。但由于裸光纖特別纖細(xì)，主要成分是二 氧化娃，因此特別脆弱，尤其它的抗剪能力很差，直接將光纖光柵粘貼于被檢測(cè)結(jié)構(gòu)表面 使其很容易損壞。為了解決該個(gè)問(wèn)題，詹亞歌，蔡海文等人提出了一種光纖光柵的鉛槽封裝 方式；于秀娟，余有龍等人提出了一種光纖光柵的銅片封裝工藝；潘建軍和代蠢分別提出 了一種基底封裝的溫度傳感器。封裝后的光纖光柵傳感器抗剪切破壞能力增強(qiáng)。不過(guò)該種 傳感器存在如下技術(shù)問(wèn)題；1、測(cè)量的應(yīng)變結(jié)果是溫度和應(yīng)力疊加的，無(wú)法區(qū)分兩者各自的 測(cè)量結(jié)果；2、光纖光柵粘貼于貼片上，光纖光柵部分可能會(huì)因?yàn)檎衬z不均勻而受力不均產(chǎn) 生調(diào)眼現(xiàn)象。即使粘膠開(kāi)始是均勻的，但應(yīng)用于某些結(jié)構(gòu)表面如鐵軌、橋梁等，將面臨著熱 曬雨淋，該些情況都有可能導(dǎo)致粘膠受力不均勻從而使光纖光柵發(fā)生調(diào)眼現(xiàn)象。
[0003] 為了解決上述兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題，
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?00410017188. 7的發(fā)明專利公開(kāi)了一種光纖光柵應(yīng)力溫度傳感器，該 傳感器在固定框架上固定一個(gè)F形移動(dòng)架和一個(gè)L形移動(dòng)架用于放置光纖光柵，兩個(gè)移動(dòng) 架互為交錯(cuò)位置。但是，此傳感器的封裝方式體積太大，沿著光纖光柵軸向的方向，傳感器 的尺寸太長(zhǎng)，故導(dǎo)致此傳感器無(wú)法適應(yīng)于小空間的場(chǎng)合。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?00910026403. 2的發(fā)明專利公開(kāi)了一種光纖光柵應(yīng)變、溫度同時(shí)測(cè)量 傳感器，采用第一和第二不鎊鋼管封裝的方式對(duì)光纖光柵傳感器進(jìn)行封裝。但該種傳感器 制作成本高，制作難度大，且不適合表面粘貼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題提供了一種王字形的光纖光柵傳感器貼片，第二條形 孔的光纖光柵可W直接測(cè)出結(jié)構(gòu)的溫度，第一條形孔的光纖光柵的結(jié)果減去第二條形孔的 光纖光柵的結(jié)果可W得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，可W防止光纖光柵產(chǎn)生調(diào)眼現(xiàn)象，并且可W根據(jù)不 同場(chǎng)合的測(cè)量要求結(jié)合平均應(yīng)變傳遞率公式來(lái)設(shè)計(jì)貼片的各部分尺寸，使貼片尺寸小巧、 適合粘貼。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的方案如下：
[0008] -種王字形的光纖光柵傳感器貼片，該貼片為整體左右對(duì)稱的王字形結(jié)構(gòu)，該貼 片為一體成型結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)變溫度橫邊、單一溫度橫邊、粘貼邊和兩個(gè)連接部，應(yīng)變溫度橫 邊通過(guò)連接部與單一溫度橫邊連接，單一溫度橫邊通過(guò)另一連接部與粘貼邊連接，其中，
[0009] 所述應(yīng)變溫度橫邊內(nèi)部開(kāi)有一道橫向的第一條形孔，第一條形孔左右對(duì)稱的中也 線與貼片左右對(duì)稱的中也線重疊，第一條形孔的兩側(cè)開(kāi)有用于粘貼傳導(dǎo)光纖的橫向的正方 形槽，正方形槽的截面為正方形，連接在兩段傳導(dǎo)光纖之間的光纖光柵息空于第一條形孔 的位置，應(yīng)變溫度橫邊下表面為膠水粘貼面；
[0010] 所述單一溫度橫邊內(nèi)部開(kāi)有一道橫向的第二條形孔，第二條形孔左右對(duì)稱的中也 線與貼片左右對(duì)稱的中也線重疊，第二條形孔的兩側(cè)開(kāi)有用于粘貼傳導(dǎo)光纖的橫向的正方 形槽，連接在兩段傳導(dǎo)光纖之間的另一光纖光柵息空于第二條形孔的位置；
[0011] 所述粘貼邊下表面為膠水粘貼面；
[0012] 所述貼片的整體厚度一致，應(yīng)變溫度橫邊與單一溫度橫邊的尺寸完全一致，兩個(gè) 連接部的尺寸完全一致，粘貼邊與應(yīng)變溫度橫邊的長(zhǎng)度一致；
[0013] 并且，應(yīng)變溫度橫邊的尺寸和平均應(yīng)變傳遞率滿足如下公式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種王字形的光纖光柵傳感器貼片，其特征在于：該貼片為整體左右對(duì)稱的王字形 結(jié)構(gòu)，該貼片為一體成型結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)變溫度橫邊、單一溫度橫邊、粘貼邊和兩個(gè)連接部，應(yīng) 變溫度橫邊通過(guò)連接部與單一溫度橫邊連接，單一溫度橫邊通過(guò)另一連接部與粘貼邊連 接，其中， 所述應(yīng)變溫度橫邊內(nèi)部開(kāi)有一道橫向的第一條形孔，第一條形孔左右對(duì)稱的中心線 與貼片左右對(duì)稱的中心線重疊，第一條形孔的兩側(cè)開(kāi)有用于粘貼傳導(dǎo)光纖的橫向的正方形 槽，正方形槽的截面為正方形，連接在兩段傳導(dǎo)光纖之間的光纖光柵懸空于第一條形孔的 位置，應(yīng)變溫度橫邊下表面為膠水粘貼面； 所述單一溫度橫邊內(nèi)部開(kāi)有一道橫向的第二條形孔，第二條形孔左右對(duì)稱的中心線 與貼片左右對(duì)稱的中心線重疊，第二條形孔的兩側(cè)開(kāi)有用于粘貼傳導(dǎo)光纖的橫向的正方形 槽，連接在兩段傳導(dǎo)光纖之間的另一光纖光柵懸空于第二條形孔的位置； 所述粘貼邊下表面為膠水粘貼面； 所述貼片的整體厚度一致，應(yīng)變溫度橫邊與單一溫度橫邊的尺寸完全一致，兩個(gè)連接 部的尺寸完全一致，粘貼邊與應(yīng)變溫度橫邊的長(zhǎng)度一致； 并且，應(yīng)變溫度橫邊的尺寸和平均應(yīng)變傳遞率滿足如下公式：
公式一、二和三中： f為平均應(yīng)變傳遞率； H為貼片厚度； 1為正方形槽的寬度； L'為正方形槽的長(zhǎng)度，L' > 5_ ; ^為光纖光柵的半徑； L為應(yīng)變溫度橫邊的寬度； A為光纖光柵與正方形槽的膠體最小厚度； B為貼片與被貼結(jié)構(gòu)之間的膠體厚度； G2為光纖光柵與正方形槽的膠體剪切模量； G4為貼片與被貼結(jié)構(gòu)之間的膠體剪切模量； EiS光纖光柵彈性模量； E3為貼片彈性模量； a為修正系數(shù)，當(dāng) 5mm<L' 彡 10mm，a取 〇? 055,當(dāng)L' > 10mm，a取 〇? 06。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種王字形的光纖光柵傳感器貼片，其特征在于：所述應(yīng)變 溫度橫邊、單一溫度橫邊、粘貼邊和兩個(gè)連接部的四個(gè)角均倒圓角，第一條形孔和第二條形 孔為圓條形孔。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種王字形的光纖光柵傳感器貼片，該貼片為整體左右對(duì)稱的王字形結(jié)構(gòu)，該貼片為一體成型結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)變溫度橫邊、單一溫度橫邊、粘貼邊和兩個(gè)連接部，應(yīng)變溫度橫邊通過(guò)連接部與單一溫度橫邊連接，單一溫度橫邊通過(guò)另一連接部與粘貼邊連接。本貼片第二條形孔的光纖光柵可以直接測(cè)出結(jié)構(gòu)的溫度，第一條形孔的光纖光柵的結(jié)果減去第二條形孔的光纖光柵的結(jié)果可以得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，可以防止光纖光柵產(chǎn)生啁啾現(xiàn)象，并且可以根據(jù)不同場(chǎng)合的測(cè)量要求結(jié)合平均應(yīng)變傳遞率公式來(lái)設(shè)計(jì)貼片的各部分尺寸，使貼片尺寸小巧、適合粘貼。
【IPC分類】G01B11-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104567709
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510019328
【發(fā)明人】朱萍玉, 申昊文, 許沛勝, 楊志超, 施維, 宋坤, 張文力
【申請(qǐng)人】廣州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日