[实用新型]一种基于光纤光栅的耙管

说明书

本实用新型提供了一种基于光纤光栅的耙管，包括耙管本体，耙管本体包括弯管、中段耙管和耙头，弯管通过一软管与中段耙管的一端连接，中段耙管的另一端通过另一软管与耙头的一端连接，各软管上沿其周向均匀设有多个光纤曲率传感器，光纤曲率传感器包括记忆合金丝和若干个具有不同中心波长的光纤光栅传感器，记忆合金丝设置在软管上，且其长度方向与软管的长度方向一致，光纤光栅传感器粘贴于记忆合金丝上并通过光纤串接在一起。本实用新型用于实时获取耙管软管的弯曲角度，灵敏度高，寿命长。

技术领域

本实用新型属于挖泥船技术领域，尤其涉及一种基于光纤光栅的耙管。

背景技术

目前测量挖泥船耙管的孔径角度的方法主要有两种：一是测量绞车钢丝绳下放长度，二是基于计算机控制的角度传感器。而挖泥船施工过程中耙管一般都处于以下几种工况中：(1)挖泥船耙管的耙头工作在20-50米深的水下；(2)挖泥船航行时泥泵与高压水枪冲泥沙带来的振动与摩擦；(3)耙管实用钢缆悬空吊下容易遭受浪涌冲击摆动。在上述的工况下，由于角度传感器为电子传感器，容易受到损伤和失灵，且附在耙管上的电缆在耙管受到浪涌冲击、耙管振动而发生位移磨损。一旦水下电缆有破损口，在水压浸透下，海水顺着电线进入到传感器、分线盒等与电缆有链接的电气设备进而使电路短路，使敏感元件失灵，导致电子传感器在水下恶劣环境下的寿命并不长，常常需要维护或者更换。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于光纤光栅的耙管，用于实时获取耙管软管的弯曲角度，灵敏度高，寿命长。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于光纤光栅的耙管，包括耙管本体，耙管本体包括弯管、中段耙管和耙头，弯管通过一软管与中段耙管的一端连接，中段耙管的另一端通过另一软管与耙头的一端连接，各软管上沿其周向均匀设有多个光纤曲率传感器，光纤曲率传感器包括记忆合金丝和若干个具有不同中心波长的光纤光栅传感器，记忆合金丝设置在软管上，且其长度方向与软管的长度方向一致，光纤光栅传感器粘贴于记忆合金丝上并通过光纤串接在一起。

进一步地，各光纤光栅传感器采用环氧树脂粘贴于记忆合金丝上。

进一步地，在各软管上设置的光纤曲率传感器的数量为四。

进一步地，记忆合金丝为镍钛记忆合金丝。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：光纤光栅传感器无需电信号传输电路，无需现场供电，体积小，不受电磁干扰，可靠性高，灵敏度强，寿命长，具有多路传输能力，与光纤传输系统很好地兼容，利用光纤光栅传感器和记忆合金丝封装成传感器装置能够实时获取耙管软管的弯曲角度。

附图说明

图1为本实用新型基于光纤光栅的耙管的结构示意图；

图2为本实用新型基于光纤光栅的耙管的侧视图；

图3为本实用新型基于光纤光栅的耙管中软管的放大示意图；

图4为在软管上建立平面坐标系的示意图；

图5为曲率计算等效模型图；

图6为在软管上建立静坐标系{B}的示意图；

图7为软管在静坐标系{B}中的等效示意图；

图8为曲线拟合示意图。

图中，1-弯管，2-中段耙管，3-耙头，4-软管，5-传感器装置，51-记忆合金丝，52-光纤光栅传感器，53-光纤。

具体实施方式