[发明专利]一种基于光纤光栅传感器的土体内部变形的测量方法

权利要求书

1.一种集成温度自补偿的光纤光栅变形梁，其特征在于：改集成温度自补偿的变形梁包括光纤光栅传感器（1），变形梁（2），基座（3）和光纤（4）；

所述光纤光栅传感器（1）由同型号的单模光纤不同波长的两根光栅（101、102）构成；

所述变形梁（2）为高弹性的树脂梁；

所述基座（3）为带通道的金属方块；

所述光纤（4）为带接头（AC/APC）的单模光纤；

工作状态下，高弹性的树脂梁一段解除于被测物体表面，与被测物体一起变形，带动树脂梁的变形，从而使光纤光栅的变形。

2.根据权利要求1所述的集成温度自补偿的光纤光栅变形梁，其特征在于，该集成温度自补偿的光纤光栅变形梁在轴心对称位置有两个细小的凹槽（7），所述凹槽用于安装和保护光纤光栅传感器，从而光纤光栅传感器可以保护和安装在变形梁的上下两侧面。

3.一种监测位移的方法，其特征在于：它是利用要求1所述的光纤光栅传感器实现监测位移的方法，其具体方法是：准备好所需数量的光纤光栅传感器、配套测试设备（10）以及连接光纤；将光纤光栅传感器等距离的连接在一根光纤线；然后将连接好的光纤用高强度树脂粘贴在变形梁（2）的表面凹槽内，其余部分的光纤线连接在采集仪器（10）上，开启测量设备，监测光纤光栅波长的变化，变形梁的变形引起光纤光栅传感器的变形，通过测量仪器量测光纤光栅波长的变化，根据波长变化与变形梁的变形的标定方程，得出变形梁的变形位移。

4.根据权利要求3所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：所述光纤光栅传感器的工作原理为：利用激光器在光纤内部刻写一定长度的光栅栅区，当光纤调谐器发生一定频段的入射光到光栅时，当光栅的温度或者应变发生变化时，光栅栅距会发生相应的变化，导致反射回的波长发生漂移。

5.波长的飘移与温度和应变之间的关系如下：

(1)

式中，Δλ_B为波长变化值，λ_B为波长值，Pe为光纤的光弹系数，Δε为应变变化值，α为光纤的热光系数，ΔT为温度变化值。

6.根据权利要求3所述的一种光纤光栅传感器，其特征在于：所述光纤光栅传感器固定在变性梁的表面凹槽中，形成一个整体。