[发明专利]基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器及制备方法有效

专利信息
申请号: 202011560652.2 申请日: 2020-12-25
公开(公告)号: CN112729401B 公开(公告)日: 2022-08-16
发明(设计)人: 徐东升;张振兴;秦月 申请(专利权)人: 武汉理工大学
主分类号: G01D21/02 分类号: G01D21/02;G01B11/02;G01B11/16;G01L11/02;B29C64/118;B33Y10/00
代理公司: 广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205 代理人: 胡辉
地址: 430063 *** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 基于 熔融 沉积 技术 位移 水压 传感器 制备 方法
【说明书】:

发明公开了基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器及制备方法,基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器主要由主体、L形空心杆、金属片和底盖组成。主体包括膜片、侧壁和中间隔板,膜片设置在侧壁的一侧端口,侧壁环绕形成的空间内设置有中间隔板,膜片、侧壁和中间隔板围成第一空腔。L形空心杆的一端固定在膜片的内侧,另一端固定侧壁上,L形空心杆内设置有第一光纤光栅传感器。侧壁内侧设置有环形平台,金属片固定在环形平台的底面,金属片上设置有第二光纤光栅传感器,底盖设置在侧壁的另一侧端口。基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器设置为一体化结构,能够实现结构的变形位移和流体压力的同时测量,制备方法缩短了加工周期。

技术领域

本发明涉及光纤光栅压力传感器领域,特别涉及基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器及制备方法。

背景技术

光纤光栅是一种性能良好的光纤无源器件,随着光纤领域的发展,其应用的场景领域越来越多,比较常见的应用就是用于测量压力、应变、温度、声场等物理量。光纤光栅本身具有体积小、灵敏度高、抗干扰能力强、原理简单等优点,并且容易制作成各种传感器,所以光纤光栅在航空航天、石油采矿、土木工程、船舶机械等工程领域应用比较广泛。

现有传感器一般多采用传统的成型技术,而传统的成型技术在传感器开发方面有某些不足之处:加工精度受限、模型加工周期长,小批量生产造价昂贵,传感器一般都是组装而成,不仅功能单一,而且使用年限短、易损坏、不防水等。裸光纤光栅由于其脆弱、纤细、容易折断且抗剪能力差等特点,在土木工程中无法直接达到实际应用的标准。

发明内容

本发明的目的在于提供基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器及制备方法,能够实现位移、水压力同时检测。

本发明所采用的技术方案是:基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器,包括:

主体,包括膜片、侧壁和中间隔板,所述侧壁环绕设置在膜片外圈且所述膜片设置在所述侧壁的一侧端口,所述侧壁环绕形成的空间内设置有中间隔板,所述膜片、侧壁和中间隔板围成第一空腔,位于所述第一空腔外的侧壁内侧设置有环形平台;

L形空心杆,设置为弯折件,所述L形空心杆的一端固定在所述膜片的内侧,所述L形空心杆的另一端固定在位于所述第一空腔的侧壁上,所述L形空心杆内设置有第一光纤光栅传感器;

金属片,固定在所述环形平台的底面,所述金属片上设置有第二光纤光栅传感器;

底盖,设置有流水通孔,所述底盖设置在所述侧壁的另一侧端口,所述底盖、侧壁和中间隔板围成第二空腔。

有益效果:该基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器设置为一体化结构,通过L形空心杆与膜片协同变形,从而实现结构的变形位移的测量,金属片上的第二光纤光栅传感器由于第二空腔的设置,使混凝土内水流撞击金属片,从而测量结构的流体压力,能够实现结构的变形位移和流体压力的同时测量,该基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器效率高、制作成本低。

进一步地,所述基于3D熔融沉积技术的位移、水压力传感器还包括环形空心杆,所述环形空心杆内设置有第三光纤光栅传感器,所述环形空心杆设置在所述第一空腔外的侧壁内侧。

进一步地,所述侧壁的外侧朝同一方向设置有第一外接口、第二外接口和第三外接口,分别用于所述第一光纤光栅传感器、第二光纤光栅传感器、第三光纤光栅传感器穿出所述侧壁。

进一步地,所述L形空心杆和所述环形空心杆采用金属材质制成。

进一步地,所述膜片朝向第一空腔的一侧设置有第一内接口,位于所述第一空腔的侧壁上设置有第二内接口,所述L形空心杆的一端设置在所述第一内接口内,所述L形空心杆的另一端设置在所述第二内接口内。

进一步地,所述主体还包括密封圈,所述密封圈设置在所述膜片和所述侧壁之间。

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