[发明专利]光纤光栅式传感器和光纤光栅式传感系统

说明书

本发明涉及边坡滑移监测领域，公开了一种光纤光栅式传感器和光纤光栅式传感系统，该光纤光栅式传感器包括壳体(1)、第一光纤(11)、第二光纤(12)和设置在所述壳体(1)中的多个连接杆(2)，所述壳体(1)为长条状以使铰接连接的多个所述连接杆(2)能够在所述壳体(1)中沿同一方向延伸，且所述壳体(1)能够发生形变，所述第一光纤(11)和所述第二光纤(12)上均设置有光纤光栅(3)，其中，所述第一光纤(11)和所述第二光纤(12)分别设置在所述连接杆(2)的相对两侧，以使当所述连接杆(2)之间发生相对旋转时一者被拉伸而另一者被压缩。本申请提供的传感器具有较高的灵敏度，且能避免环境温度对测量结果的干扰。

技术领域

本发明涉及边坡滑移监测，具体地涉及一种光纤光栅式传感器和光纤光栅式传感系统。

背景技术

公路、铁路沿线的高陡边坡可能会发生边坡滑塌等事件，对人们的安全和交通运输安全造成威胁，因此，对高陡边坡的深部滑移或形变监测十分重要。目前典型的边坡深部滑移监测用传感器有电容式或涡流式位移传感器。通过电传感器测得滑移量并将滑移量转换为电信号输入分析设备进行计算，最后得出深部滑移量。但是，电子类传感器存在密封性差、易漏电、易腐蚀、受电磁干扰、易受雷击等问题，在实际工程应用中存在很多问题。

光纤传感器采用光信号进行传感和传输，不存在上述电子类传感器的问题，近年来越来越多利用到边坡深部滑移监测的用途中。中国专利(公开号CN102288162)公开了一种光纤光栅式传感器，采用悬臂梁结构，这种传感器首先需用较大的质量块和较小的悬臂梁才能或者较高的灵敏度，从而限制了传感器的尺寸，不便于安装，同时较大的质量块和较小的悬臂梁导致了悬臂梁较大的挠度，最终导致传感器的输出为非线性，无法保证灵敏度。

因此，需要一种结构紧凑且灵敏度高的传感器。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的灵敏度不高的问题，提供一种光纤光栅式传感器。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种光纤光栅式传感器，该光纤光栅式传感器包括壳体、第一光纤、第二光纤和设置在所述壳体中的多个连接杆，所述壳体为长条状以使铰接连接的多个所述连接杆能够在所述壳体中沿同一方向延伸，且所述壳体能够发生形变，所述第一光纤和所述第二光纤上均设置有光纤光栅，其中，所述第一光纤和所述第二光纤分别设置在所述连接杆的相对两侧，以使当所述连接杆之间发生相对旋转时所述第一光纤和所述第二光纤中的一者被拉伸而另一者被压缩，所述第一光纤的至少一端和所述第二光纤的至少一端穿出所述壳体。

优选地，同一根所述第一光纤和所述第二光纤至少连接相邻的两个所述连接杆，所述光纤光栅设置在所述第一光纤和所述第二光纤位于相邻的两个所述连接杆之间的部分上。

优选地，相邻的所述连接杆之间设置有安装片，所述第一光纤和所述第二光纤设置在所述安装片上以使所述光纤光栅整体安装在所述安装片上。

优选地，所述安装片的安装有所述光纤光栅的部分的刚度小于所述安装片其他部分的刚度。

优选地，所述安装片包括两个端部和位于两个所述端部之间的中间部，所述端部的宽度大于所述中间部的宽度，所述光纤光栅位于所述中间部。

优选地，多个所述连接杆的中心线共线

优选地，所述壳体的内部设置有沿所述壳体的轴向延伸的凹槽，所述连接杆上设置有导轮，所述连接杆通过所述导轮定位在所述凹槽中。

优选地，同一根所述第一光纤和所述第二光纤上设置有多个中心波长均不相同所述光纤光栅。

优选地，所述光纤光栅均匀地设置在相邻的两个所述连接杆之间。

本发明第二方面提供一种光纤光栅式传感系统，该系统包括如上所述的光纤光栅式传感器和解调仪，所述第一光纤和所述第二光纤分别连接所述解调仪。