[实用新型]一种矿用光纤锚索应力传感器

说明书

一种矿用光纤锚索应力传感器，包括外壳和弹性筒，所述外壳包在弹性筒外面，所述外壳外表面设有一个或多个固定孔、出纤孔，所述固定孔内穿有固定件，所述固定件内端抵在弹性筒外壁上，所述弹性筒中心开孔，用于锚索穿入，其外壁与外壳内壁之间形成光纤光栅布置区，所述光纤光栅包括温度光纤和应变光纤，所述应变光纤包括三组，间隔120度分布，所述温度光纤固定在悬臂梁上，所述悬臂梁固定在弹性筒外壁上，所述温度光纤和应变光纤自出纤孔进入光纤光栅布置区后，沿弹性筒轴线方向布置在弹性筒外壁上，另一端自另一出纤孔穿出。本矿用光纤锚索应力传感器，可有效保证温度光纤免受弹性筒应变影响，提高应力传感器的检测精度。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感器技术领域，具体涉及一种矿用光纤锚索应力传感器。

背景技术

光纤传感由于其具有本质安全、耐腐蚀、漂移小、灵敏度高、使用寿命长并且便于与光纤环网通信系统融合等一系列独特优势，已广泛应用于油井、电力、建筑等高危行业，是煤矿安全监控的理想选择。

目前的光纤应力传感器一般是将应变光纤和温度光纤采用粘合剂粘贴在弹性筒上，应变光纤与弹性体一起发生应变，然后再通过波长解调仪检出波长的变化即为应力变化。但温度光纤的布置需避免与弹性体的直接接触，这在圆形弹性体上较难布置。而且，现有的光纤应力传感器一般与锚杆配合使用，内径小，对于由多根钢筋缠绕在一起的锚索，现有光纤应力传感器的强度不能有效满足。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种矿用光纤锚索应力传感器，可更好的固定应变光纤和温度光纤，且弹性体的结构与外壳连接更加紧固，可更好的用于检测锚索受力情况。

本实用新型的技术方案如下：

一种矿用光纤锚索应力传感器，包括外壳和弹性筒，所述外壳包在弹性筒外面，所述外壳外表面设有一个或多个固定孔、出纤孔，所述固定孔内穿有固定件，所述固定件内端抵在弹性筒外壁上，所述弹性筒中心开孔，用于锚索穿入，其外壁与外壳内壁之间形成光纤光栅布置区，所述光纤光栅包括温度光纤和应变光纤，所述应变光纤包括三组，间隔120度分布，所述温度光纤固定在悬臂梁上，靠近应变光纤布置。所述悬臂梁固定在弹性筒外壁上，所述温度光纤和应变光纤自出纤孔进入光纤光栅布置区后，沿弹性筒轴线方向布置在弹性筒外壁上，另一端自另一出纤孔穿出。

进一步的，所述悬臂梁包括平板结构，其上表面开有光纤放置槽，所述光纤放置槽宽度略大于温度光纤厚度。

进一步的，所述光纤放置槽贯穿悬臂梁左右两端，便于温度光纤的穿入和穿出。

优选的，所述光纤放置槽厚度小于悬臂梁厚度的一半，降低温度光纤放置到悬臂梁的光纤放置槽内，再固定在弹性筒外壁上后，受到的弹性筒应变影响。

进一步的，所述悬臂梁一端设有粘贴孔，所述粘贴孔避开光纤放置槽，且所述悬臂梁在粘贴孔一侧的宽度大于另一侧。优选的，所述悬臂梁中间位置设有弧形过渡部，节省材料的同时，防止悬臂梁划伤手部。

优选的，所述粘贴孔包括两个，分别位于光纤放置槽两侧。

如上所述的矿用光纤锚索应力传感器，所述温度光纤和应变光纤通过环氧树脂胶粘贴在外侧表面上。

如上所述的矿用光纤锚索应力传感器，所述弹性筒两端分别设有向外凸出的第一环台和第二环台，所述第二环台直径大于第一环台直径，在第二环台外侧还设有固定台，所述固定台直径大于第二环台，所述第一环台和第二环台外侧嵌套有O型圈。

进一步的，所述固定台罩在外壳的下端面上，所述固定孔内穿有固定螺栓，所述固定螺栓高度低于第一环台高度，其末端抵在弹性筒外壁上，可起到良好的防滑作用。通过固定螺栓和固定台的配合，可大大提高本矿用光纤锚索应力传感器的强度。

优选的，所述固定台外径与外壳外径尺寸相同。所述第一环台和第二环台之间的最大尺寸与外壳高度尺寸配合。使外壳和弹性筒融为一体，最外圈尺寸统一，提高美感。