[发明专利]一种弹簧式光纤光栅位错计

权利要求书

1.一种弹簧式光纤光栅位错计，其特征在于，

包括：光纤光栅、应变感应基片、定位片、保护壳体、压缩弹簧、滑动头、L型钢片和钢片；

保护壳体内壁上通过多个夹片将定位片固定；

定位片两端通过螺栓与应变感应基片固接，应变感应基片通过螺栓固定于两个L型钢片之间；在应变感应基片的中部粘贴光纤光栅，光纤光栅的尾纤置于保护壳体外侧；

定位片上部和下部用相同方式设有四根压缩弹簧；其中一根压缩弹簧一端与L型钢片固接，另一端与钢片固接；

滑动头固设于两个钢片之间；保护壳体为矩形盒式，对应滑动头侧面设置有狭长活动缝，对面开设两个小孔，供光纤光栅的尾纤通过小孔穿出并套上光纤松套管；

工作原理如下：

由光纤光栅原理可知，本传感器所测量应变与基片轴向应变满足关系：

A＝b·h (2)

式中，Δλ_B为中心波长改变量，k_ε为光纤光栅应变灵敏度系数，A为基片净截面面积，b为基片的截面宽度，h为基片的厚度；N为基片上轴向力，其满足基本方程：

N＝k_a·Δx (3)

k_a＝2·k (4)

其中k_a为基片所连接弹簧总刚度，k为一根弹簧的刚度，Δx为滑动头移动量；将(2)(3)(4)带入(1)可得：

进而有

令则有：Δx＝K·Δλ_B(7)

式中，K为位错计的灵敏度系数；

由此式可看出相对沉降量Δx与光栅中心波长改变量Δλ_B之间成线性关系，通过监测中心波长改变量Δλ_B从而获得相对沉降量Δx的结果。