基于碳纤维材料的光纤传感器

摘要

本发明的基于碳纤维材料的光纤传感器，包括环形框架，特征在于：环形框架的内部空腔中设置有螺旋凸轮、探测臂、悬臂梁和支撑弹簧，固定轴上固定有齿轮；悬臂梁的上、下两表面上分别贴有完全相同的上光纤光栅、下光纤光栅，探测臂的一端设置有与齿轮相啮合的齿条，另一端伸出于环形框架。本发明的光纤传感器，通过测量悬臂梁的弯曲程度，可得出螺旋凸轮的转动角度，最终确定出墙体裂缝的变化量。不仅可测量裂缝，也可测量风道和管路的开度以及建筑的局部应变；通过更换齿轮和齿条的尺寸，可实现不同的测量精度和范围。同时可以测量建筑内相关存在角度的变化以及阀门开度风量开关开度以及电力通信领域塔架，及架空线路摇摆情况。

主权项

一种基于碳纤维材料的光纤传感器，包括内部为空腔的环形框架（1），所述环形框架的一侧固定有固定板（2）；其特征在于：所述环形框架的内部空腔中设置有螺旋凸轮（3）、探测臂（6）、悬臂梁（7）和支撑弹簧（11），螺旋凸轮通过固定轴（4）转动地设置于固定板（2）上，螺旋凸轮上固定有可绕固定轴转动的齿轮（5）；悬臂梁固定于环形框架上，悬臂梁的上、下两表面上分别贴有完全相同的上光纤光栅（8）、下光纤光栅（9），上光纤光栅和下光纤光栅形成光纤测量元件（22）；探测臂的一端设置有与齿轮相啮合的齿条（10），另一端伸出于环形框架（1）；悬臂梁处于水平位置时螺旋凸轮处于初始位置，且此时螺旋凸轮与悬臂梁相接触；支撑弹簧下端固定于环形框架上，上端与悬臂梁相接触，支撑弹簧处于始终迫使悬臂梁压向螺旋凸轮的状态；固定板通过多个第一固定螺钉（12）固定于建筑墙体（16）上，探测臂上远离齿轮的一端通过第二固定螺钉（13）固定于建筑墙体上，第一固定螺钉、第二固定螺钉位于墙体裂缝（28）的两侧；所述环形框架（1）的内外两侧分别设置有内层碳纤维布（15）和外层碳纤维布（17），内层碳纤维布、外层碳纤维布的边缘分别设置有与墙面碳纤维布（18）相连接的多块内层碳纤维布触角（19）、多块外层碳纤维布触角（20）；所述环形框架（1）上设置有便于探测臂（6）通过的开口，该开口处设置有对探测臂进行限位的两限位块（14）。