[实用新型]一种基于菱形位移放大结构的光纤光栅沉降传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于菱形位移放大结构的光纤光栅沉降传感器，包括外筒，所述外筒外侧安装有液位观察窗，可观测桶内液体深度，且所述外筒底部固定安装有底座，可将传感器固定在待监测位置，所述外筒中装有液体，外筒上外接有液体连通管和大气连通管，所述内筒安装于外筒内侧，并浸在液体中，所述内筒由筒体、弹性波纹膜片、菱形放大结构和固定杆组成；所述内筒底部设有弹性波纹膜片，该弹性波纹膜片与所述内筒通过高强度树脂胶相连接，通过光纤光栅波长解调仪将金属化光纤光栅的波长信号转换成电信号对波长变化进行解调，并将结果在计算机上显示出来，实现实时在线监测实现在恶劣条件下的长期在线沉降监测。

技术领域

本实用新型涉及一种传感器技术领域，具体为一种基于菱形位移放大结构的光纤光栅沉降传感器。

背景技术

沉降监测是大型基础设施结构健康安全监测的重要组成部分，对高速铁路桥梁、隧道等结构附近的轨道过渡区域进行早期沉降监测，有沉降趋势时，采取必要措施，可以延长铁路的运行寿命；在电力系统中，大型输电塔在电力传输中扮演着很重要的角色，为保证电力传输安全运行，对大型输电塔塔基进行沉降监测是非常必要的；由于各种自然原因或者人为因素，使建筑物的地基不稳定，发生沉降，致使基础设施发生倾斜或开裂等现象，影响其使用寿命，降低安全系数，甚至造成巨大的经济损失，因此，应及时发现设施的沉降现象，从而保证基础设施的安全使用。

目前沉降监测方法中，包括电磁、振弦、雷达成像、GPS等测量方法，电磁式与振弦式传感器易受电磁干扰，远距离传输信号易损耗，可靠性不高，雷达成像、GPS测量方法测量精度低、成本高等，以上沉降监测方法不适用于在恶劣条件下的长期在线沉降监测，基于目前的沉降监测技术已经不能满足现阶段人们的需求，基于现状，急需对现有技术进行改革。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于菱形位移放大结构的光纤光栅沉降传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提供如下技术方案一种基于菱形位移放大结构的光纤光栅沉降传感器，包括：测量筒与基准筒，所述测量筒与基准筒结构相同，且测量筒与基准筒均由内筒和外筒两部分构成，所述外筒外侧安装有液位观察窗，可观测桶内液体深度，且所述外筒底部固定安装有底座，可将传感器固定在待监测位置，所述外筒中装有液体，外筒上外接有液体连通管和大气连通管。

所述内筒安装于外筒内侧，并浸在液体中，所述内筒由筒体、弹性波纹膜片、菱形放大结构和固定杆组成；所述内筒底部设有弹性波纹膜片，该弹性波纹膜片与所述内筒通过高强度树脂胶相连接，所述内筒内设有固定杆，且固定杆底端通过螺栓与菱形放大结构的上端固定连接，且固定杆顶端通过螺栓固定在筒体上侧，所述菱形放大结构下侧与弹性波纹膜片相接触，所述菱形放大结构内部中间固化有金属化光纤光栅，且金属化光纤光栅与光纤光栅波长解调仪连接，且光纤光栅波长解调仪将光纤光栅的波长信号转换成电信号对光纤光栅波长变化进行解调，且光纤光栅波长解调仪电连接计算机。

优选的，所述外筒所处监测环境温度较高时，外筒中的液体使用水连通介质，当传感器所处环境过低时，外筒中的液体使用防冻液作为连通介质。

优选的，所述内筒采用固定式内筒结构固定于外筒内部。

优选的，所述菱形放大结构作为敏感元件，将弹性波纹膜片的微小位移放大。

优选的，所述金属化光纤光栅通过激光焊接技术将金属化光纤光栅焊接于菱形放大结构中间，且金属化光纤光栅固定连接温度补偿光纤光栅，且温度补偿光纤光栅的一端通过激光焊接技术焊接于菱形放大结构外侧，进行温度补偿。

有益效果：本实用新型外筒中的液体可以随着温度的变化实时改变为水或者防冻液作为连通介质使用，适用于不同温度条件下的沉降监测，且内筒固定于外筒内部，不易受振动因素影响，可靠性更高，通过光纤光栅波长解调仪将金属化光纤光栅的波长信号转换成电信号对波长变化进行解调，并将结果在计算机上显示出来，实现实时在线监测实现在恶劣条件下的长期在线沉降监测。