一种同时测量钢筋温度、应变的光纤光栅应变计

摘要

本发明提供一种同时测量钢筋温度、应变的光纤光栅应变计，它利用与被测钢筋直径相同的多段圆弧状金属薄片相互连接构成传感器的主体结构，圆弧状带凸缘金属连接片和圆弧状金属连接片形成腔体，腔体以及与腔体平行的带凹槽圆弧状金属连接片两端分别与一圆弧状金属薄片相连，腔体内设一端可自由伸缩的带凹槽圆弧状金属中间片。第一裸光纤光栅固定于带凹槽圆弧状金属连接片凹槽内形成光纤光栅应变传感器，第二裸光纤光栅固定于带凹槽圆弧状金属中间片凹槽内形成光纤光栅温度传感器。利用光纤光栅温度传感器的温度测量值对光纤光栅应变传感器的应变测量值进行补偿，达到钢筋应变和温度的同时测量。该应变计精度高、体积小，具有广泛的工程应用前景。

主权项

一种同时测量钢筋温度、应变的光纤光栅应变计，其特征在于：包括第一圆弧状金属薄片（1）、带凹槽圆弧状金属连接片（2）、圆弧状带凸缘金属连接片（3）、带凹槽圆弧状金属中间片（4）、圆弧状金属连接片（5）、第二圆弧状金属薄片（6）、第一裸光纤光栅（7）、第二裸光纤光栅（8）、第一尾纤（9）、第二尾纤（10）和第三尾纤（11），其中第一圆弧状金属薄片（1）上设第一凹槽（15），第二圆弧状金属薄片（6）上设第二凹槽（16）和第三凹槽（17）；带凹槽圆弧状金属连接片（2）和圆弧状带凸缘金属连接片（3）间隔布置并在两端分别固定连接第一圆弧状金属薄片（1）和第二圆弧状金属薄片（6），带凹槽圆弧状金属连接片（2）的凹槽与第一凹槽（15）和第二凹槽（16）对齐，且带凹槽圆弧状金属连接片（2）的内外圆弧表面与第一圆弧状金属薄片（1）和第二圆弧状金属薄片（6）的内外圆弧表面平齐，圆弧状带凸缘金属连接片（3）外圆弧表面与第一圆弧状金属薄片（1）和第二圆弧状金属薄片（6）的外圆弧表面平齐；圆弧状金属连接片（5）两端固定连接于第一圆弧状金属薄片（1）和第二圆弧状金属薄片（6）之间，圆弧状金属连接片（5）外圆弧表面与圆弧状带凸缘金属连接片（3）的凸缘固定连接，且圆弧状金属连接片（5）内圆弧表面与第一圆弧状金属薄片（1）和第二圆弧状金属薄片（6）的内圆弧表面平齐；带凹槽圆弧状金属中间片（4）的凹槽与第三凹槽（17）对齐，带凹槽圆弧状金属中间片（4）左端固定连接于第二圆弧状金属薄片（6）上，带凹槽圆弧状金属中间片（4）右端与第一圆弧状金属薄片（1）之间具有间隔，带凹槽圆弧状金属中间片（4）的四周表面与圆弧状带凸缘金属连接片（3）和圆弧状金属连接片（5）之间均具有间隔；所述第一裸光纤光栅（7）一端穿过带凹槽圆弧状金属连接片（2）凹槽右端形成第二尾纤（10），第一裸光纤光栅（7）另一端穿过带凹槽圆弧状金属连接片（2）凹槽左端形成第一尾纤（9）；第一裸光纤光栅（7）通过第一环氧树脂（12）固定于带凹槽圆弧状金属连接片（2）凹槽内，且第一环氧树脂（12）表面与带凹槽圆弧状金属连接片（2）内圆弧表面平齐；第二尾纤（10）通过第一环氧树脂（12）固定于第一凹槽（15）内，且第一环氧树脂（12）表面与第一圆弧状金属薄片（1）内圆弧表面平齐；第一尾纤（9）通过第一环氧树脂（12）固定于第二凹槽（16）内，且第一环氧树脂（12）表面与第二圆弧状金属薄片（6）内圆弧表面平齐；第二裸光纤光栅（8）一端穿过带凹槽圆弧状金属中间片（4）凹槽左端形成第三尾纤（11），第二裸光纤光栅（8）另一端在带凹槽圆弧状金属中间片（4）凹槽右端处截断；第二裸光纤光栅（8）通过第二环氧树脂（13）固定于带凹槽圆弧状金属中间片（4）凹槽内，第二环氧树脂（13）表面与带凹槽圆弧状金属中间片（4）内圆弧表面平齐；第三尾纤（11）通过第三环氧树脂（14）固定于第三凹槽（17）内，且第三环氧树脂（14）表面与第二圆弧状金属薄片（6）内表面平齐；第三尾纤（11）穿出第三凹槽（17）并与第一尾纤（9）焊接连接；通过第二裸光纤光栅（8）测得被测钢筋位置的温度变化，利用第二裸光纤光栅（8）的温度测量值对第一裸光纤光栅（7）的波长漂移进行补偿，得到被测钢筋的应变，达到钢筋应变和测点处温度的同时测量。