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专利名称：开槽结构弹性体光纤光栅应变传感头的制作方法
技术领域：
本实用新型属应力应变检测技术领域，是一种用于土木、水利工程的应力应变传感头。
背景技术：
光纤光栅对应变、温度、压力非常敏感，这里是应用了其对应变敏感的性能。当光纤光栅发生应变时，光纤光栅栅距随之改变，通过比较这种改变，即可以得到应变量。
现在使用的光纤光栅应变传感头有两种结构形式一是将一根光纤光栅用胶或其它物质粘在一较薄的弹性基底上，再将此基底用胶或其它方式固定在被测物上，由此使被测物的应变通过两层胶和一层基底材料传递给光纤光栅。这种结构形式简单，但由于大量采用了胶封装光纤光栅，不仅使光栅的灵敏性受较大影响，而且传感头的长期稳定性也难以保证。二是将光纤光栅穿过一钢管或其它材料的空心管，并在两端将两者固定在一起，使栅区悬空，通过钢管或其它空心管的变形来带动光纤光栅变形。这种封装方式优点在于使栅区悬空，以充分发挥光纤光栅的灵敏性能，但由于所用钢管或其它空心管的刚性太大，难以实现拉伸压缩变形，所以实际上其灵敏性仍很低。

发明内容
本实用新型是要提供一种光纤光栅使用灵敏度高，且能长期保持稳定的一种开槽结构弹性体光纤光栅应变传感头。
本实用新型的技术方案是一个两头为带螺纹的圆柱头的长方体锰钢，沿中心轴两边，向轴中心开有成对对称的穿过轴中心的槽N对，构成弹性体，弹性体的中心轴向有一通孔，线状光纤光栅从此孔穿过，又从带中心孔的哑铃头穿过后固定在二个哑铃头的端点；锰钢两头的螺纹圆柱头拧在二个哑铃头的内螺纹槽内；哑铃头的外壁按插在保护管的内壁里，二者之间由密封圈衬垫。
N对可以取1～6对，光纤光栅与哑铃头固定可以用胶粘结，或焊接，也可玻璃溶接。开成对槽可以是疏密相间成对槽，或者疏密均匀分布的成对槽。保护管与哑铃头之间在轴向上有一定间隙。
实施本实用新型后，为社会提供了一种简便可靠的光纤封装结构，不仅封装简单，而且灵敏度很高；整体结构简单，成本较低；在光纤光栅传感应用中，提出了一个突破性的工艺。


图1，为本实用新型结构示意图；图2，为开槽弹性体均匀分布的一种形式；图3为开槽弹性体疏密相间的一种形式；图4，为开槽弹性体均匀分布的另一种形式；图5，为开槽弹性体疏密相间的另一种形式。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，一个两头为带螺纹的圆柱头的长方体锰钢，沿中心轴两边，向轴中心开有成对对称的穿过轴中心的槽N对，构成弹性体1；弹性体的中心轴向有一通孔，线状光纤光栅5从此孔穿过，又从带中心孔的哑铃头穿过后固定在二个哑铃头3的端点；锰钢两头的螺纹圆柱头拧在二个哑铃头的内螺纹槽内，哑铃头的外壁按插在保护管2的内壁里，二者之间由密封圈4衬垫。
N对可以取1～6对，光纤光栅与哑铃头固定，可以用胶粘结，或焊接，也可玻璃溶接。开成对槽可以是疏密相间成对槽，如图3、图5所示，或者疏密均匀分布的成对槽，如图2、图4所示。保护管与哑铃头之间在轴向上有一定间隙。
权利要求1.一种开槽结构弹性体光纤光栅应变传感头，由线状光纤光栅，弹性体，哑铃头，保护管所组成，其特征是一个两头为带螺纹的圆柱头的长方体锰钢，沿中心轴两边，向轴中心开有成对对称的穿过轴中心的槽N对，构成弹性体(1)；弹性体的中心轴向有一通孔，线状光纤光栅(5)从此孔穿过，又从带中心孔的哑铃头穿过后固定在二个哑铃头(3)的端点；锰钢两头的螺纹圆柱头拧在二个哑铃头(3)的内螺纹槽内，哑铃头的外壁按插在保护管(2)的内壁里，二者之间由密封圈(4)衬垫。
2.根据权利要求1所述的传感头，其特征是所述的N对是N＝1，2，3，4，5，6。
3.根据权利要求1所述的传感头，其特征是所述的光纤光栅固定在二个哑铃头的端点，可以是用胶粘结，焊接，玻璃溶接。
4.根据权利要求1所述的传感头，其特征是所述的开有成对的槽，可以是疏密相间成对槽，或者疏密均匀分布的成对槽。
5.根据权利要求1所述的传感头，其特征是所述的哑铃头的外壁按插在保护管的内壁里，是保护管与哑铃头之间在轴向上有一定间隙。
专利摘要开槽结构弹性体光纤光栅应变传感头，属应力应变检测技术领域，是涉及一种光纤光栅应变传感头结构。此传感头结构包括一弹性体，沿轴向有一通孔，光纤从此孔中穿过，并在孔的两端将光纤固定；两个哑铃头分别位于弹性体两端，并与弹性体紧固，用于导力；一个保护管，用于密封和保护弹性体和光纤光栅，保护管与哑铃头之间在轴向上有一定间隙，以允许弹性体有一定的压缩长度。这种结构，不仅封装简单，而且灵敏度很高，整体结构简单，成本较低，是一种稳定可靠的传感头。
文档编号G01D5/26GK2705777SQ20042002104
公开日2005年6月22日 申请日期2004年3月18日 优先权日2004年3月18日
发明者杨亦飞, 韦春龙, 曹春耕, 徐奎, 韦占雄 申请人:上海紫珊光电技术有限公司