专利名称：一种光纤光栅应变传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤光栅传感技术，特别是涉及一种可用于应变测量的光纤光栅传感器。
背景技术：
光纤光栅应变传感器的工作原理是利用光栅的波长受应力影响而变化，而波长变化量是与应变成线性关系这一特征设计的，可根据传感器波长的变化量得出被测物体的应变变化量，应变可为正应变也可为负应变。在测量应变方面，传统的传感器有贴片式电阻应变传感器、弦式传感器等，它们在使用过程中很容易受到电磁干扰等环境因素影响，无法满足在复杂环境使用的下条件。传统使用光纤光栅应变传感器，是将裸光纤光栅直接粘贴在待测物体表面，这种光纤光栅应变传感器可以实现应变的测量，但这种传感器容易受到粘接剂粘贴面积和厚度而影响应变灵敏度系数，从而影响应变测量数据。另外传统使用的光纤光栅应变传感器，如中国实用新型专利公告号为 CN201104221Y，名称为一种光纤光栅应变传感器，为实现正应变和负应变的测量，且保证在安装后波长零点不发生漂移，通过螺纹管及螺母装置进行调节，而这种处理在实现了正应变和负应变的测量，且保证在安装后波长零点不发生漂移的同时，也对待测物体增加了额外的载荷，所以此种光纤光栅应变传感器在被测物体的选择上，有一定的局限性。
实用新型内容本实用新型的目的提供一种灵敏度系系数一致性好、结构简单、安装方便的光纤光栅应变传感器。本实用新型技术方案一种光纤光栅应变传感器，其包括基底和置于该基底上的光纤光栅，所述基底制成壳体，壳体中间为用于放置光纤光栅的长方形凹槽，两端为用于卡合固定光纤光栅的长方形凹槽，且壳体上设有与长方形凹槽相通的通孔，且壳体中间的长方形凹槽内填满粘结剂，同时壳体外侧设有用于与待测物体粘结的粘接区。中间长方形凹槽比两端长方形凹槽窄，壳体中间长方形凹槽比两端长方形凹槽深。所述壳体长方形凹槽上方制有3通孔，其中，中间孔比两侧孔直径大。本实用新型的有益效果是既可适用于测量物体的应变，且可对粘贴剂粘贴的面积和厚度进行规范控制，得到一致性的灵敏度系系数，重量轻，使用简单，可在电磁干扰能复杂环境下长期使用。另外本实用新型光纤光栅应变传感器具有较强的实用价值，能够在上大的物体多个待测点的情况下快速安装，并能保证安装的一致性，如果在光纤光栅传感技术、应变测量以及强度研究的试验领域得到广泛使用，将会有效加速试验进程，提高试验数据的可靠性及有效性，为基于应变测量的领域提供有力的支持。
图1本实用新型图光纤光栅应变传感器的结构示意图；图2是图1的截面图；图中1-基底、2-光纤光栅、3-长方形凹槽、5-胶接区、6-内腔、7_前孔、8_中间孔、9-后孔。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明请同时参阅图1和图2，其中，图1是本实用新型光纤光栅应变传感器一较佳实施方式的结构示意图，图2是图1的截面图。本实施方式中，所述光纤光栅应变传感器包括基底1和置于该基底上的光纤光栅2，其中基底1为壳体，壳体正面中间有长方形内腔6，两端有长方形凹槽3，壳体中间长方形凹槽与两端长方形凹槽3同宽，壳体中间长方形内腔6比两端长方形凹槽3深。而且所述壳体上制有3个通孔，分别为前孔7、中间孔8、后孔9，中间孔8比两侧前孔7和后孔9大。其中，所述光纤光栅2两端固定在长方形凹槽3上，且被壳体内腔6中的粘接剂固定在待测结构上。同时整个光纤光栅应变传感器外壳通过胶接区5 的粘结剂固定在待测物体上。测试前可根据使用的光纤光栅类型、胶粘剂类型、长方形内腔6以及两端长方形凹槽3的尺寸确定光纤光栅应变传感器灵敏度系数。测试时先将光纤光栅2安装在基底1上，通过基底1两端长方形凹槽3将光纤光栅2卡紧在基底1上，卡紧后可用粘接剂再次加固，也可不用粘接剂。在胶接区5涂上胶粘剂或贴上双面胶，通过本新型光纤光栅应变传感器部分将光纤光栅应变传感器安装在待测物体上，然后将粘接剂从中间孔8注入，当粘接剂从孔前7和后孔9溢出时，说明粘接剂已将基底1上内腔6段填充满。由于光纤光栅2是一个圆柱体，其与待测结构是线接触，所以当内腔6中充满粘接剂时，光纤光栅2与待测结构之间的空隙由粘接剂来填充，光纤光栅 2与待测结构通过粘接剂变为面接触，使光纤光栅和待测物体得到很好的结合，这样就可以很好的反映物体待测点的真实应变。光纤光栅应变传感器安装完成以后，粘接剂对光栅的粘贴长度为内腔6的长度， 粘接剂厚度为内腔6的深度，因此本实用新型可保证同批次传感器粘贴长度及粘接剂厚度的一致性。光纤光栅传感器的应变灵敏度系数受粘接剂厚度及粘贴长度的影响较大，本实用新型可对粘贴剂粘贴的厚度和长度进行规范控制，得到一致性的灵敏度系系数，重量轻， 使用简单，从而在电磁干扰能复杂环境下长期使用。另外本实用新型光纤光栅应变传感器具有较强的实用价值，能够在较大的物体多个待测点的情况下快速安装，并能保证安装的一致性，如果在光纤光栅传感技术、应变测量以及强度研究的试验领域得到广泛使用，将会有效加速试验进程，提高试验数据的可靠性及有效性，为基于应变测量的领域提供有力的支持。
权利要求1.一种光纤光栅应变传感器，其包括基底和置于该基底上的光纤光栅，其特征在于 所述基底制成壳体，壳体中间为用于放置光纤光栅的长方形凹槽，两端为用于卡合固定光纤光栅的长方形凹槽，且壳体上设有与长方形凹槽相通的通孔，且壳体中间的长方形凹槽内填满粘结剂，同时壳体外侧设有用于与待测物体粘结的粘接区。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于中间长方形凹槽比两端长方形凹槽窄，壳体中间长方形凹槽比两端长方形凹槽深。
3.根据权利要求2所述的光纤光栅应变传感器，其特征在于所述壳体长方形凹槽上方制有3通孔，其中，中间孔比两侧孔直径大。
专利摘要本实用新型涉及一种光纤光栅传感器。本实用新型光纤光栅应变传感器包括基底和置于该基底上的光纤光栅。其中，所述基底制成壳体，壳体中间为用于放置光纤光栅的长方形凹槽，两端为用于卡合固定光纤光栅的长方形凹槽，且壳体上设有与长方形凹槽相通的通孔，且壳体中间的长方形凹槽内填满粘结剂，同时壳体外侧设有用于与待测物体粘结的粘接区。本实用新型光纤光栅应变传感器可以保证粘贴所使用的粘接剂的面积和厚度得一致，而光栅波长的变化又受粘接剂的面积和厚度的影响，因此使传感器的安装简便，粘贴步骤简化，并保证了传感器灵敏度的一致性。
文档编号G01B11/16GK202158841SQ20112024430
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者刘国强, 李明, 李野, 白生宝, 肖迎春, 贾淑红, 陈霞, 黄博 申请人:中国飞机强度研究所