本实用新型公开了一种用于检测工程结构应力应变的传感器,包括基体(2)、第一光纤光栅(3)、第二光纤光栅(4)和光纤(5);第一光纤光栅(3)和第二光纤光栅(4)设置于同一条光纤(5)内;第一光纤光栅(3)对应力应变和温度都敏感;第二光纤光栅(4)对温度敏感且对应力应变不敏感;光纤(5)被第一固定位置点(7)、第二固定位置点(8)和第三固定位置点(9)固定于基体(2)的上表面,且第一固定位置点(7)和第二固定位置点分别设置于第一光纤光栅(3)的两侧,第二固定位置点(8)和第三固定位置点(9)分别设置于第二光纤光栅(4)的两侧;基体(2)的下底面设置有一端开口的狭槽(6),且狭槽(6)的封闭端与第二固定位置点(8)的位置正对。所述传感器能够提高对待检测工程结构的应力应变的检测精度。
1.一种用于检测工程结构应力应变的传感器,其特征在于,该传感器包括基体(2)、第一光纤光栅(3)、第二光纤光栅(4)和光纤(5);第一光纤光栅(3)和第二光纤光栅(4)设置于同一条光纤(5)内;第一光纤光栅(3)对应力应变和温度都敏感;第二光纤光栅(4)对温度敏感且对应力应变不敏感;光纤(5)被第一固定位置点(7)、第二固定位置点(8)和第三固定位置点(9)固定于基体(2)的上表面,且第一固定位置点(7)和第二固定位置点分别设置于第一光纤光栅(3)的两侧,第二固定位置点(8)和第三固定位置点(9)分别设置于第二光纤光栅(4)的两侧;基体(2)的内部或者其下底面设置有一端开口的狭槽(6),且狭槽(6)的封闭端与第二固定位置点(8)的位置正对。
2.根据权利要求1所述的用于检测工程结构应力应变的传感器,其特征在于,所述狭槽(6)呈长方体形。
3.根据权利要求1所述的用于检测工程结构应力应变的传感器,其特征在于,所述狭槽(6)呈U字形,且其U字的开口朝向所述光纤(5)。
4.根据权利要求1所述的用于检测工程结构应力应变的传感器,其特征在于,所述光纤(5)的自所述第一固定位置点(7)至所述第三固定位置点(9)的部分通过粘贴的方式固定于所述基体(2)的上表面。技术领域
本实用新型涉及工程应力应变的检测技术领域,特别涉及一种用于检测工程结构应力应变的传感器。
背景技术
应力应变是工程结构例如建筑工程结构检测最常用的检测量之一。与传统的应力应变检测技术相比,采用光纤光栅作为敏感元件检测建筑工程结构的应力应变具有如有优点:无需供电,信号传输距离远,不受电磁干扰,且可串联。然而,光纤光栅作为敏感元件对温度和应变两个物理参量交叉敏感,即光纤光栅作为敏感元件既对温度敏感,又应变敏感,导致应用中必须采取适当的温度补偿措施,方可获得准确的应力应变测量结果。现有技术中,技术人员设计了一种一体化封装的传感器。如图1所示,将传感器的基体2设置于待检测工程结构1的表面,基体2表面设有光线,将两个光纤光栅封装在同一条光线内,其中第一光纤光栅3与基体2的表面直接接触,第二光纤光栅4所在位置处的光纤略微弯曲,第二光纤光栅4相对于基体2的表面悬空设置,即第二光纤光栅4与基体2的表面之间设有缝隙。采用两个光纤光栅作为敏感元件,其中第一光纤光栅3对应力应变和温度都敏感,用于同时检测工程结构的应力应变和温度;第二光纤光栅4对应力应变不敏感,仅对温度敏感,用于检测工程结构的温度。使用时,第一光纤光栅3和第二光纤光栅4同时对同一工程结构进行检测,然后将第二光纤光栅4的检测结果作为第一光纤光栅3的检测结果的温度补偿,即从第一光纤光栅3的检测结果中扣除第二光纤光栅4的检测结果,即可得到待检测的工程结构的准确应力应变。现有技术的上述方法能够实现对温度的补偿,从而能够获得工程结构的较准确的应力应变检测结果。但是,由于第一光纤光栅3与基体2的表面直接接触,而第二光纤光栅4相对于基体2的表面悬空设置,导致两个光纤光栅对温度的响应存在差异。当基体2自身的温度快速变化或者外部测试环境的温度快速变化时,两个光纤光栅对温度的响应偏差很大,无法满足实际应用的需求。实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术的上述缺陷,提供一种用于检测工程结构应力应变的传感器。本实用新型提供的用于检测工程结构应力应变的传感器包括基体、第一光纤光栅、第二光纤光栅和光纤;第一光纤光栅和第二光纤光栅设置于同一条光纤内;第一光纤光栅对应力应变和温度都敏感;第二光纤光栅对温度敏感且对应力应变不敏感;光纤被第一固定位置点、第二固定位置点和第三固定位置点固定于基体的上表面,且第一固定位置点和第二固定位置点分别设置于第一光纤光栅的两侧,第二固定位置点和第三固定位置点分别设置于第二光纤光栅的两侧;基体的内部或者其下底面设置有一端开口的狭槽,且狭槽的封闭端与第二固定位置点的位置正对;优选地,所述狭槽呈长方体形。优选地,所述狭槽呈U字形,且其U字的开口朝向所述光纤。优选地,所述光纤的自所述第一固定位置点至所述第三固定位置点的部分通过粘贴的方式固定于所述基体的上表面。本实用新型具有如下有益效果:与现有技术的用于检测工程结构应力应变的传感器相比,本实用新型的所述传感器中,两个光纤光栅都与基体的上表面直接接触,消除了一个光纤光栅与基体的上表面之间的缝隙,使得两个光纤光栅对温度的响应一致,从而能够提高对待检测工程结构的应力应变的检测精度。
附图说明
图1为现有技术的用于检测工程结构应力应变的传感器的结构示意图;图2为本实用新型实施例1提供的用于检测工程结构应力应变的传感器的沿光纤方向的剖面图;图3为本实用新型实施例1提供的用于检测工程结构应力应变的传感器的右视图;图4为本实用新型实施例2提供的用于检测工程结构应力应变的传感器的沿光纤方向的剖面图;图5为本实用新型实施例2提供的用于检测工程结构应力应变的传感器的右视图;图6为本实用新型实施例3提供的用于检测工程结构应力应变的传感器的沿光纤方向的剖面图;图7为本实用新型实施例3提供的用于检测工程结构应力应变的传感器的右视图;图8为本实用新型实施例3提供的用于检测工程结构应力应变的传感器的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型的实用新型内容作进一步的描述。实施例1如图2和图3所示,本实施例提供的用于检测工程结构应力应变的传感器包括基体2、第一光纤光栅3、第二光纤光栅4和光纤5。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4设置于同一条光纤5内。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4用作敏感元件,其中第一光纤光栅3对应力应变和温度都敏感,用于同时检测工程结构的应力应变和温度;第二光纤光栅4对温度敏感且对应力应变不敏感,用于检测工程结构的温度。光纤5被第一固定位置点7、第二固定位置点8和第三固定位置点9固定于基体2的上表面,且第一固定位置点7和第二固定位置点分别设置于第一光纤光栅3的两侧,第二固定位置点8和第三固定位置点9分别设置于第二光纤光栅4的两侧。基体2的下底面设置有一端开口的狭槽6,且狭槽6的封闭端与第二固定位置点8的位置正对。在本实施例中,狭槽6呈例如长方体形。在本实施例的一种优选实施方式中,光纤5的自第一固定位置点7至第三固定位置点9的部分通过粘贴的方式固定于基体2的上表面。使用时,将所述传感器的基体2设置于待检测工程结构1的表面,待检测工程结构1与基体2形成完整的狭槽6。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4同时对同一待检测工程结构进行检测,然后将第二光纤光栅4的检测结果作为第一光纤光栅3的检测结果的温度补偿,即从第一光纤光栅3的检测结果中扣除第二光纤光栅4的检测结果,即可得到待检测工程结构的准确的应力应变。与现有技术的用于检测工程结构应力应变的传感器相比,本实施例的所述传感器中,第一光纤光栅3和第二光纤光栅4都与基体2的上表面直接接触,消除了第二光纤光栅4与基体2的上表面之间的缝隙,使得两个光纤光栅对温度的响应一致,从而能够提高对待检测工程结构的应力应变的检测精度。实施例2如图4和图5所示,本实施例提供的用于检测工程结构应力应变的传感器包括基体2、第一光纤光栅3、第二光纤光栅4和光纤5。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4设置于同一条光纤5内。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4用作敏感元件,其中第一光纤光栅3对应力应变和温度都敏感,用于同时检测工程结构的应力应变和温度;第二光纤光栅4对温度敏感且对应力应变不敏感,用于检测工程结构的温度。光纤5被第一固定位置点7、第二固定位置点8和第三固定位置点9固定于基体2的上表面,且第一固定位置点7和第二固定位置点分别设置于第一光纤光栅3的两侧,第二固定位置点8和第三固定位置点9分别设置于第二光纤光栅4的两侧。基体2的内部设置有一端开口的狭槽6,且狭槽6的封闭端与第二固定位置点8的位置正对。在本实施例中,狭槽6呈例如长方体形。在本实施例的一种优选实施方式中,光纤5的自第一固定位置点7至第三固定位置点9的部分通过粘贴的方式固定于基体2的上表面。使用时,将所述传感器的基体2设置于待检测工程结构1的表面,待检测工程结构1与基体2形成完整的狭槽6。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4同时对同一待检测工程结构进行检测,然后将第二光纤光栅4的检测结果作为第一光纤光栅3的检测结果的温度补偿,即从第一光纤光栅3的检测结果中扣除第二光纤光栅4的检测结果,即可得到待检测工程结构的准确的应力应变。与现有技术的用于检测工程结构应力应变的传感器相比,本实施例的所述传感器中,第一光纤光栅3和第二光纤光栅4都与基体2的上表面直接接触,消除了第二光纤光栅4与基体2的上表面之间的缝隙,使得两个光纤光栅对温度的响应一致,从而能够提高对待检测工程结构的应力应变的检测精度。实施例3如图6、图7和图8所示,本实施例提供的用于检测工程结构应力应变的传感器包括基体2、第一光纤光栅3、第二光纤光栅4和光纤5。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4设置于同一条光纤5内。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4用作敏感元件,其中第一光纤光栅3对应力应变和温度都敏感,用于同时检测工程结构的应力应变和温度;第二光纤光栅4对温度敏感且对应力应变不敏感,用于检测工程结构的温度。光纤5被第一固定位置点7、第二固定位置点8和第三固定位置点9固定于基体2的上表面,且第一固定位置点7和第二固定位置点分别设置于第一光纤光栅3的两侧,第二固定位置点8和第三固定位置点9分别设置于第二光纤光栅4的两侧。基体2的内部设置有一端开口的狭槽6,且狭槽6的封闭端与第二固定位置点8的位置正对。在本实施例中,狭槽6呈例如U字形,且该U字形狭槽6的U字的开口朝向光纤5。在本实施例的一种优选实施方式中,光纤5的自第一固定位置点7至第三固定位置点9的部分通过粘贴的方式固定于基体2的上表面。使用时,将所述传感器的基体2设置于待检测工程结构1的表面,待检测工程结构1与基体2形成完整的狭槽6。第一光纤光栅3和第二光纤光栅4同时对同一待检测工程结构进行检测,然后将第二光纤光栅4的检测结果作为第一光纤光栅3的检测结果的温度补偿,即从第一光纤光栅3的检测结果中扣除第二光纤光栅4的检测结果,即可得到待检测工程结构的准确的应力应变。与现有技术的用于检测工程结构应力应变的传感器相比,本实施例的所述传感器中,第一光纤光栅3和第二光纤光栅4都与基体2的上表面直接接触,消除了第二光纤光栅4与基体2的上表面之间的缝隙,使得两个光纤光栅对温度的响应一致,从而能够提高对待检测工程结构的应力应变的检测精度。应当理解,以上借助优选实施例对本实用新型的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本实用新型说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。