[实用新型]光纤力传感装置及监测螺栓或螺母松动的系统

说明书

本实用新型公开了一种光纤力传感装置及监测螺栓或螺母松动的系统，该光纤力传感装置包括光纤和两个光纤连接部；光纤上固定有两个光纤连接部，位于两个光纤连接部之间的光纤的长度被设置成大于两个光纤连接部之间的直线距离；两个光纤连接器之间的光纤上设有形变感应段，形变感应段在光纤连接部受到外部作用力时产生形变；该系统包括上述的光纤力传感装置。本实用新型的光纤力传感装置可用于监控风力发电机的固定螺栓或螺母的松动情况，螺栓或螺母松动时会将光纤拉伸，当光纤拉伸后通过其形变感应段的光信号的变化可以判断该螺栓或螺母已松动或螺栓发生断裂，需要进行维修，提高了风力发电机巡检维护的科学性与可靠性，降低了维护成本。

技术领域

本实用新型涉及一种光纤力传感装置及监测螺栓或螺母松动的系统。

背景技术

目前风力发电行业在全世界达到大力推广，由于设置地点多为海上或沿海偏远山区等，日常维护极为不便。而且大型风力发电机固定用螺栓极多(一台大型风力发电机上固定螺栓多达500个以上)，由于环境特别恶劣，风力发电机上的固定螺栓或螺母极易产生松动，而螺栓或螺母的松动将会导致风力发电机损坏甚至倒塌。风力发电机组正常运行期间，高强螺栓的巡检周期一般为半年至一年，巡检周期间隔较长，螺栓或螺母出现松动或螺栓断裂的情况不能够及时发现。而且每次巡检耗费大量的时间、人力、物力，尤其对于海上风电机组，深入海岸线以内数公里，机组巡检不方便，巡检费用较高等问题比较突出。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中风力发电机上的固定螺栓或螺母不容易被检测到是否松动的缺陷，提供一种光纤力传感装置及监测螺栓或螺母松动的系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种光纤力传感装置，其特点在于，包括光纤和两个光纤连接部；

所述光纤上固定有两个所述光纤连接部，位于两个所述光纤连接部之间的所述光纤的长度被设置成大于两个所述光纤连接部之间的直线距离；

两个所述光纤连接器之间的所述光纤上设有形变感应段，所述形变感应段在所述光纤连接部受到外部作用力时产生形变。

在本方案中，通过在光纤上通过两个光纤连接部固定并在两个光纤连接部之间预留长度作为形变感应段进行定性定量，光纤被拉伸或压缩后，形变感应段受到一定作用力后产生形变产生相应的形变，会使内部通过的光信号发生改变，即可得到相应的力信号。

较佳地，所述形变感应段上设有光纤光栅。

在本方案中，使用光纤光栅作为光纤的形变感应段，是因为光纤光栅具有体积小、波长选择性好、不受非线性效应影响、极化不敏感、带宽范围大、附加损耗小、器件微型化、耦合性好、可与其他光纤器件融成一体等特性，而且光纤光栅制作工艺比较成熟，易于与光纤系统连接、便于使用和维护、成本低，因此它具有良好的实用性。

较佳地，所述形变感应段被设置成弯曲段。

在本方案中，形变感应段被设置成弯曲段，使光纤被拉伸时预留余量，避免光纤微小的变化产生形变信号，影响使用效果。

较佳地，所述形变感应段被设置成螺旋形结构、弧形结构或波浪形结构。

较佳地，两个所述光纤连接部之间的所述光纤外设有保护套，所述保护套的中部设有空腔，所述空腔用于容纳两个所述光纤连接部之间部分的所述光纤。

在本方案中，设置保护套可以将两个光纤连接部之间的光纤形变感应段进行保护，避免外界环境对形变感应段产生影响，造成光纤力传感装置的输出信号结果不准确。

较佳地，所述保护套由弹性材料制成。

一种用于监测螺栓或螺母松动的监测系统，其特点在于，包含如上所述的光纤力传感装置；