专利名称：用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器，特别涉及一种用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器。
背景技术：
光纤光栅弯曲传感器与传统的电类传感器相比有很多优点，如无源无电，质量轻， 体积�。诨獍沧笆褂茫骨康绱鸥扇牛藕糯渚嗬朐叮墒迪侄嗟惴植际讲饬浚虼耍� 在传感领域倍受关注。由于我国是一个山地大国，崩塌、滚石等自然灾害长期以来对铁路运输带来了巨大的损失和安全威胁。随着经济的发展，列车在不断提速，当列车在高速运行时，一旦有滚石等异物侵入铁路限界，如果列车司机不能及时发现险情，容易造成严重的列车脱轨事故， 甚至造成巨大的灾难。安装在铁路沿线两侧的被动柔性防护网，由于具有足够的强度和柔性，常用来拦截滚石等异物入侵铁路限界，通过在被动柔性防护网的上支撑绳安装光纤光栅弯曲传感器，可以监测防护网滚石冲击下的变形大�。佣卸先肭止鍪某寤髂芰康拇笮∫约俺寤骱蠓阑ね淖刺费叵叩陌踩嗖庀低程峁┗臼�。《光学学报》2006年7月沈卷第7期公开了一种基于四芯光纤的弯曲传感器，该光纤弯曲传感器采用一段四芯光纤作为敏感单元，四个纤芯作为一个四光束干涉仪，在光纤出射端远场形成周期分布的干涉格子，利用格子光场的移动来测量弯曲曲率半径，该传感器信号的识别困难，不适用于仪器的实时监测，而且光源和探测分别布置在光纤两端，测量不方便。《光子学报》2011年40卷第2期公开了一种基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器，该光纤弯曲传感器是将两根光纤组成的光纤带固定于弹性弯曲结构上产生迈克尔逊干涉信号，用光纤折射率匹配液填充微型腔，采用相位生成载波技术对相位干涉信号进行调制和解调，实现对曲率的测量，该传感器体积�。柿壳幔直媛矢撸遣饬肯低掣丛樱皇屎嫌诙嗟惴植际讲饬�。专利申请号2005100244 . 1、公开号CN1664495的发明专利申请公开说明书公开了一种同时测量弯曲曲率和弯曲方向的弯曲传感器，该弯曲传感器采用方法是将单模光纤分别将三个长周期光纤光栅相互级联，其中两个长周期光纤光栅对弯曲最敏感方向相互交叉45度夹角，具有体积�。杀镜停茁袢氡徊夤こ探峁沟忍氐悖谴嬖诮峁垢丛雍椭圃炖训牟蛔悖也皇视糜诙窳拥幕饣肪�。专利申请号200810171597. 0、公开号CN1014M509的发明专利申请公开说明书中
也公开了一种弯曲传感器，该弯曲传感器通过将多个应变敏感元件布置在基部构件的一个侧面上的宽度方向上的不同位置处并且被布置在基部构件的厚度方向上的两个以上的不同位置来实现对弯曲的测量，由于该传感器的应变敏感元件采用的是电阻应变片，因此该结构不具备抗电磁干扰、耐腐蚀，多点分布式测量的能力。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器，具有灵敏度高、抗强电磁干扰的特点，而且耐腐蚀，可在户外环境中使用，并方便地实现多点分布式测量。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下本实用新型用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器，其特征是它包括其外表面上环向等距间隔开设有三条纵向凹槽的塑料棒，以及沿塑料棒纵向间隔布设的第一组光纤光栅、第二组光纤光栅，第一组光纤光栅、第二组光纤光栅各由分别固定于三条纵向凹槽内的三只光纤光栅构成，每一条纵向凹槽内的两只光纤光栅串接，并串接有延伸出塑料棒纵向一端的引出尾纤。本实用新型的有益效果是，灵敏度高，抗强电磁干扰，耐腐蚀，可在户外环境中使用，实现多点分布式测量；测量信号可靠，传输距离远，便于构建远程安全监测系统；采用差动的方式进行温度补偿，消除温度对弯曲的测量的影响，同时提高了测量灵敏度。
本说明书包括如下两幅附图图1是本实用新型用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器的横断面结构示意图；图2是沿图1中A-A线的剖视图。图中示出零部件、部位名称及所对应的标记塑料棒10、纵向凹槽11、封装层12、 光纤光栅20、第一组光纤光栅21、第二组光纤光栅22、引出尾纤23、管接头30。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。参照图1和图2，本实用新型用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器，它包括其外表面上环向等距间隔开设有三条纵向凹槽11的塑料棒10，以及沿塑料棒10 纵向间隔布设的第一组光纤光栅21、第二组光纤光栅22，第一组光纤光栅21、第二组光纤光栅22分别靠近塑料棒10的纵向一端。第一组光纤光栅21、第二组光纤光栅22各由分别固定于三条纵向凹槽11内的三只光纤光栅20构成，每一条纵向凹槽11内的两只光纤光栅20串接，并串接有延伸出塑料棒10纵向一端的引出尾纤23。为保护引出尾纤23，所述纵向凹槽11内填充胶黏剂形成封装层12，所述塑料棒10在引出尾纤23的延伸端设置有管接头30，通常，首先在塑料棒10上加工三条相隔120°的纵向凹槽11，再将串接好的两只光纤光栅21放入纵向凹槽11中，并用胶黏剂将纵向凹槽11填充、封满形成封装层12。待胶黏剂凝固后将管接头30装在塑料棒10的一端。将做好的光纤光栅弯曲传感器安装在柔性防护网的上支撑绳上，塑料棒10上布置的第一组光纤光栅21、第二组光纤光栅22可以测得塑料棒10的弯曲曲率，从而得到塑料棒10的弯曲形状，再根据塑料棒10的弯曲变形大小来得到防护网在滚石冲击作用下的变形大小。以上所述只是用图解说明本实用新型用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
权利要求1.用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器，其特征是它包括其外表面上环向等距间隔开设有三条纵向凹槽(11)的塑料棒(10)，以及沿塑料棒(10)纵向间隔布设的第一组光纤光栅(21)、第二组光纤光栅(22)，第一组光纤光栅(21)、第二组光纤光栅02)各由分别固定于三条纵向凹槽(11)内的三只光纤光栅00)构成，每一条纵向凹槽(11)内的两只光纤光栅OO)串接，并串接有延伸出塑料棒(10)纵向一端的引出尾纤 (23)。
2.如权利要求1所述的用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器，其特征是所述塑料棒(10)在引出尾纤的延伸端设置有管接头(30)。
3.如权利要求1或2所述的用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器，其特征是所述纵向凹槽(11)内填充胶黏剂形成封装层(12)。
专利摘要用于柔性防护网受力变形监测的光纤光栅弯曲传感器，它包括其外表面上环向等距间隔开设有三条纵向凹槽(11)的塑料棒(10)，以及沿塑料棒(10)纵向间隔布设的第一组光纤光栅(21)、第二组光纤光栅(22)，第一组光纤光栅(21)、第二组光纤光栅(22)各由分别固定于三条纵向凹槽(11)内的三只光纤光栅(20)构成，每一条纵向凹槽(11)内的两只光纤光栅(20)串接，并串接有延伸出塑料棒(10)纵向一端的引出尾纤(23)。具有灵敏度高、抗强电磁干扰的特点，而且耐腐蚀，可在户外环境中使用，实现多点分布式测量；测量信号可靠，传输距离远，便于构建远程安全监测系统；消除温度对弯曲的测量的影响。
文档编号G01B11/16GK202329571SQ201120494780
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者张东生, 戴玉堂, 李安洪, 王智猛, 褚宇光, 赖紫辉, 魏永幸 申请人:中铁二院工程集团有限责任公司
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