一種光纖光柵索力計的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光纖光柵索力計，包括彈性梁、連接桿、壓力光柵、光纜連接頭、尾套、光纖及鎧裝光纜，該彈性梁設于該連接桿內并與該連接桿的一端相固定；該壓力光柵粘附于該彈性梁上；所該光纜連接頭與該連接桿的另一端相連，該尾套套設于該光纜連接頭上；該光纖穿設于該彈性梁并通過該光纜連接頭及該尾套延伸進入該鎧裝光纜內，該光纖與該壓力光柵相連。本實用新型的光纖光柵索力計為非中央孔式結構，無論整根錨索還是錨索的單束鋼絞線均可與連接桿相連，可高精度地測量錨索的單束鋼絞線所受的應力，有效防止因錨索內單束鋼絞線斷裂導致錨索損傷進而引起的工程安全問題。
【專利說明】一種光纖光柵索力計
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及橋梁工程用錨索應力測量領域，特別是涉及一種光纖光柵索力計。
【背景技術】
[0002]大跨徑橋梁結構的自重和橋上動載絕大部分通過錨索系統傳遞到塔柱上，錨索的工作狀態直接反映橋梁安全狀態。由于構造設計、環境腐蝕及疲勞積累等因素，錨索隨著使用時間的延長容易出現不同程度的損傷和劣化，因此，對橋梁錨索進行內部應力及溫度監測有助于人們對錨索自身及整橋的結構安全和運行狀態，防止突發性事故發生。
[0003]目前，用于橋梁工程的錨索應力測量，無論是傳統的鋼弦式索力計還是光纖光柵式索力計，都是一種中央孔式的索力計，即應力傳感器附著在索力環的四周，錨索從測力計的中心孔中穿過，索力計被置于錨墊板及錨索固定螺母之間，用以測量整根錨索的應力，從而去判斷錨索的受力情況。然而，一根錨索是由多束鋼絞線構成，傳統中央孔式索力計結構較大，只有一個孔，無法對錨索的每束鋼絞線分別進行受力測量，從而造成單束鋼絞線即使斷裂也不能有效地被監測。
實用新型內容
[0004]本實用新型主要解決的技術問題是現有的索力計無法對錨索的單束鋼絞線進行應力監測，提供一種光纖光柵索力計，能準確測量錨索的單束鋼絞線所受的應力。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是:一種光纖光柵索力計，包括彈性梁、連接桿、壓力光柵、光纜連接頭、尾套、光纖及鎧裝光纜，所述彈性梁設于所述連接桿內并與所述連接桿的一端相固定；所述壓力光柵粘附于所述彈性梁上；所述光纜連接頭與所述連接桿的另一端相連，所述尾套套設于所述光纜連接頭上；所述光纖穿設于所述彈性梁并通過所述光纜連接頭及所述尾套延伸進入所述鎧裝光纜內；其中，所述光纖與所述壓力光柵相連。
[0006]優選地，所述連接桿包括一體成型的第一桿體及第二桿體，所述第一桿體設有第一腔體，所述第二桿體設有第二腔體；其中，所述第一腔體與所述第二腔體相貫通。
[0007]優選地，所述第二桿體的橫截面尺寸大于所述第一桿體的橫截面尺寸。
[0008]優選地，所述第一腔體的橫截面尺寸大于所述第二腔體的橫截面尺寸。
[0009]優選地，所述第二桿體的兩端分別設有第一螺紋及第二螺紋。
[0010]優選地，所述彈性梁包括一體成型的第一梁體及第二梁體，所述第一梁體設于所述第一腔體內，所述第二梁體設于所述第二腔體內并向所述第二桿體外伸出；其中，所述第二梁體的伸出端設有彈性梁螺紋。
[0011]優選地，所述光纖光柵索力計進一步包括固定螺母，所述固定螺母套于所述第二梁體的伸出端并與所述彈性梁螺紋配合，從而將所述彈性梁與所述連接桿相固定。
[0012]優選地，所述光纖光柵索力計進一步包括溫補光柵，所述壓力光柵粘附于所述第二梁體上，所述溫補光柵粘附于所述第一梁體上，所述光纖與所述溫補光柵相連。
[0013]優選地，所述光纖光柵索力計進一步包括錨索連接套，所述錨索連接套的一端的內壁設有錨索連接套螺紋，所述錨索連接套螺紋與所述第二螺紋相配合，從而將所述錨索連接套與所述連接桿相固定。
[0014]優選地，所述光纖光柵索力計進一步包括錨墊板連接套，所述錨墊板連接套的一端的內壁設有錨墊板連接套螺紋，所述錨墊板連接套螺紋與所述第一螺紋相配合，從而將所述錨墊板連接套與所述連接桿相固定；所述錨墊板連接套的另一端與錨墊板固定連接。
[0015]本實用新型的有益效果是:區別于現有技術的情況，本實用新型光纖光柵索力計的連接桿與錨索相連，并將錨索所受的應力傳遞給彈性梁，彈性梁的形變被粘附其上的壓力光柵感知，壓力光柵將所感知到的形變量通過與其相連的光纖輸出相應的波長并傳輸給鎧裝光纜進而傳送至遠端的光纖光柵分析儀，光纖光柵分析儀通過計算分析不同的波長進而掌握錨索當前的受力狀態。本實用新型的光纖光柵索力計為非中央孔式結構，無論整根錨索還是錨索的單束鋼絞線均可與連接桿相連，可高精度地測量錨索的單束鋼絞線所受的應力，有效防止因錨索內單束鋼絞線斷裂導致錨索損傷進而引起的工程安全問題。本實用新型具有抗雷擊性能好、抗電磁干擾性能強、測量距離遠、測量精度高及測量范圍廣等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型光纖光柵索力計的結構示意圖；以及
[0017]圖2是本實用新型光纖光柵索力計的安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0018]請參閱圖1及圖2，本實用新型一實施例的一種光纖光柵索力計，包括彈性梁1、連接桿2、固定螺母3、壓力光柵4、溫補光柵5、光纜連接頭6、尾套7、光纖8、鎧裝光纜9，彈性梁I設于連接桿2內并與連接桿2的一端通過固定螺母3相固定；壓力光柵4及溫補光柵5均粘附于彈性梁I上；光纜連接頭6與連接桿2的另一端相連，尾套7套設于光纜連接頭6上；光纖8穿設于彈性梁I并通過光纜連接頭6及尾套7延伸進入鎧裝光纜9內；其中，光纖8與壓力光柵4及溫補光柵5相連。
[0019]請進一步參閱圖1，在本實施例中，連接桿2為具有管狀空腔的臺階桿，包括一體成型的第一桿體201及第二桿體202，第二桿體202的橫截面尺寸大于第一桿體201的橫截面尺寸。第一桿體201設有第一腔體201a，第二桿體202設有第二腔體202a，其中，第一腔體201a與第二腔體202a相貫通，第一腔體201a的橫截面尺寸大于第二腔體202a的橫截面尺寸，第二桿體202的兩端分別設有第一螺紋202b及第二螺紋202c。其中，第一螺紋202b及第二螺紋202c的尺寸均為M12xl。
[0020]請繼續參閱圖1，在本實施例中，彈性梁I包括一體成型的第一梁體101及第二梁體102，第一梁體101設于第一腔體201a內，第二梁體102設于第二腔體202a內并向第二桿體202外伸出。其中，第二梁體102的伸出端設有彈性梁螺紋102a，固定螺母3套于第二梁體102的伸出端并與彈性梁螺紋102a配合，從而將彈性梁I與連接桿2相固定。
[0021]具體地，如圖1所示，壓力光柵4粘附于第二梁體102上，溫補光柵5粘附于第一梁體101上，光纖8穿過第一梁體101及第二梁體102并分別與壓力光柵4及溫補光柵5相連。
[0022]另外，如圖2所示，光纖光柵索力計進一步包括錨索連接套10及錨墊板連接套11，錨索連接套10的一端的內壁設有錨索連接套螺紋(圖中未畫出)，另一端與錨索12固定連接。錨索連接套10套于第二桿體202上，錨索連接套螺紋與第二螺紋202c相配合，從而將錨索連接套10與連接桿2相固定。錨墊板連接套11的一端的內壁設有錨墊板連接套螺紋(圖中未畫出)，另一端與錨墊板13固定連接。錨墊板連接套11套于第一桿體201上，錨墊板連接套螺紋與第一螺紋202b相配合，從而將錨墊板連接套11與連接桿2相固定。
[0023]請繼續參閱圖1及圖2，本實用新型的光纖光柵索力計的工作過程如下:
[0024]本實用新型的光纖光柵索力計工作時將連接桿2分別與錨索連接套10及錨墊板連接套11螺接，錨墊板連接套11的另一端與錨墊板13固定連接，錨索連接套10的另一端與錨索12固定連接，當需要在測試整根錨索12的單束鋼絞線所受的應力時，也可將鋼絞線單獨與錨索連接套10固定連接。由于光纖光柵索力計本身存在溫度的影響，溫度變化會對壓力光柵4造成輸出波長的變化。為了消除溫度對測量結果的影響，本實用新型在壓力光柵4的一端串接測量溫度的溫補光柵5，用于測出光柵光纖測力計的溫度系數。
[0025]當連接桿受錨索應力作用時，連接桿2將所受的外界拉力傳遞給固定其上的彈性梁1，彈性梁I的形變被粘附其上的壓力光柵4感知，壓力光柵4將所感知到的形變量通過與其相連的光纖8輸出相應的波長并傳輸給鎧裝光纜9進而傳送至遠端的光纖光柵分析儀(圖中未畫出)，同時，溫補光柵5將測出的溫度信息也通過光纖8的同一信道一并傳送至遠端的光纖光柵分析儀中。光纖光柵分析儀通過計算分析不同的波長，獲得最終的應力測量值，進而掌握錨索12當前的受力狀態。
[0026]本實用新型光纖光柵索力計的連接桿與錨索相連，并將錨索所受的應力傳遞給彈性梁，彈性梁的形變被粘附其上的壓力光柵感知，壓力光柵將所感知到的形變量通過與其相連的光纖輸出相應的波長并傳輸給鎧裝光纜進而傳送至遠端的光纖光柵分析儀，光纖光柵分析儀通過計算分析不同的波長進而掌握錨索當前的受力狀態。本實用新型的光纖光柵索力計為非中央孔式結構，無論整根錨索還是錨索的單束鋼絞線均可與連接桿相連，可高精度地測量錨索的單束鋼絞線所受的應力，有效防止因錨索內單束鋼絞線斷裂導致錨索損傷進而引起的工程安全問題。本實用新型具有抗雷擊性能好、抗電磁干擾性能強、測量距離遠、測量精度高及測量范圍廣等優點。
[0027]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種光纖光柵索力計，其特征在于，包括彈性梁、連接桿、壓力光柵、光纜連接頭、尾套、光纖及鎧裝光纜，所述彈性梁設于所述連接桿內并與所述連接桿的一端相固定；所述壓力光柵粘附于所述彈性梁上；所述光纜連接頭與所述連接桿的另一端相連，所述尾套套設于所述光纜連接頭上；所述光纖穿設于所述彈性梁并通過所述光纜連接頭及所述尾套延伸進入所述鎧裝光纜內；其中，所述光纖與所述壓力光柵相連。
2.根據權利要求1所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述連接桿包括一體成型的第一桿體及第二桿體，所述第一桿體設有第一腔體，所述第二桿體設有第二腔體；其中，所述第一腔體與所述第二腔體相貫通。
3.根據權利要求2所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述第二桿體的橫截面尺寸大于所述第一桿體的橫截面尺寸。
4.根據權利要求2或3所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述第一腔體的橫截面尺寸大于所述第二腔體的橫截面尺寸。
5.根據權利要求2或3所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述第二桿體的兩端分別設有第一螺紋及第二螺紋。
6.根據權利要求5所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述彈性梁包括一體成型的第一梁體及第二梁體，所述第一梁體設于所述第一腔體內，所述第二梁體設于所述第二腔體內并向所述第二桿體外伸出；其中，所述第二梁體的伸出端設有彈性梁螺紋。
7.根據權利要求6所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述光纖光柵索力計進一步包括固定螺母，所述固定螺母套于所述第二梁體的伸出端并與所述彈性梁螺紋配合，從而將所述彈性梁與所述連接桿相固定。
8.根據權利要求6所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述光纖光柵索力計進一步包括溫補光柵，所述壓力光柵粘附于所述第二梁體上，所述溫補光柵粘附于所述第一梁體上，所述光纖與所述溫補光柵相連。
9.根據權利要求6所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述光纖光柵索力計進一步包括錨索連接套，所述錨索連接套的一端的內壁設有錨索連接套螺紋，所述錨索連接套螺紋與所述第二螺紋相配合，從而將所述錨索連接套與所述連接桿相固定。
10.根據權利要求6所述的光纖光柵索力計，其特征在于，所述光纖光柵索力計進一步包括錨墊板連接套，所述錨墊板連接套的一端的內壁設有錨墊板連接套螺紋，所述錨墊板連接套螺紋與所述第一螺紋相配合，從而將所述錨墊板連接套與所述連接桿相固定；所述錨墊板連接套的另一端與錨墊板固定連接。
【文檔編號】G01L5/04GK204241139SQ201420656098
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】孟申慶, 張 杰, 鄭煒, 楊海龍, 何唯平 申請人:上海啟鵬工程材料科技有限公司, 深圳市海川實業股份有限公司, 深圳海川新材料科技有限公司
專業數控銑床產品供應商
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