【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术涉及光纤传感器监测，尤其涉及一种光纤光栅应变传感器的封装结构及增敏调控方法。
技术介绍
0、
技术介绍
1、光纤应变传感器是一种重要的应变测量工具，大多数光纤光栅应变传感器采用粘胶或焊接安装于被测结构表面。除此之外，还可以将光纤光栅嵌入于复合材料中一体成型，或者使用增材制造的方式嵌入至块材中与被测结构集成。对于表贴式光纤光栅应变传感器，如采用裸光纤，由于其固有的性质，如剪切能力差、质脆纤细、容易受到破坏等，限制了它在实际工程中的直接应用。需要对其进行封装以起到增敏和保护的作用才能使其更稳定。
2、目前，光纤光栅应变传感器封装主要包括金属基底封装和非金属基底封装两种形式。
3、对于金属基底封装光纤光栅应变传感器，通常采用焊接方式布置于金属结构上，少数情况采用粘胶与被测结构集成，这种硬质刚性封装材料所设计的封装结构尺寸较大，适用于非限制空间或者曲率较小结构部位的应变监测。
4、对于贴片式非金属封装常见封装方式是选用非金属材料片做基底，然后在基底上部刻一个通槽，通过粘接剂将光纤固定于通槽内。由于封装结构对光纤的固定，使得封装结构端面的光纤与尾纤连接处受剪力作用，导致光纤尾纤在实际应用中易损坏，因此需要单独进行保护处理。并且光纤与结构粘接面裸露在外侧缺少保护，影响传感器在工程应用中的可靠性。
5、在现有的光纤传感器封装结构中，对于金属基底封装光纤应变传感器，尺寸较大，不适用于限制空间或者曲率较大结构部位的应变监测，金属结构封装设计复杂，不易安装，增敏、减敏效果不
6、因此，有必要研究一种光纤光栅应变传感器的封装结构及增敏调控方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。
技术实现思路
0、
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种光纤光栅应变传感器的封装结构及增敏调控方法，可用于结构应变监测，可以实现提高光纤应变传感器应变灵敏系数，提高应变测量精度。
2、一方面，本专利技术提供一种光纤光栅应变传感器的封装结构，用于提高对薄壁金属拉伸试验件的结构应变的测量精度，所述封装结构包括：
3、光纤应变传感器封装基底，用于对光纤光栅应变传感器提供增敏调控；
4、光纤应变传感器粘接凹槽，用于固定光纤光栅应变传感器；
5、固定孔，用于固定光纤应变传感器封装基底；
6、所述固定孔设置在光纤应变传感器封装基底两端，所述光纤应变传感器粘接凹槽设置在光纤应变传感器封装基底中部。
7、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述光纤应变传感器封装基底包括增敏调控部和对称设置的两个固定部，所述两个固定部分别设置在增敏调控部两端，所述固定孔设置在两个固定部上，所述两个固定部均通过固定孔与薄壁金属拉伸试验件固定，所述光纤应变传感器粘接凹槽设置在增敏调控部上，所述增敏调控部通过光纤应变传感器粘接凹槽与光纤光栅应变传感器固定。
8、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述增敏调控部包括第一杠杆臂、第二杠杆臂和半开口增敏框架，所述半开口增敏框架一端通过第一杠杆臂连接一个固定部，另一端通过第二杠杆臂连接另一个固定部，所述第一杠杆臂和第二杠杆臂成轴对称设置。
9、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述半开口增敏框架包括第三杠杆臂、第四杠杆臂、第五杠杆臂、第六杠杆臂和连接臂，所述连接臂一端通过第五杠杆臂连接第三杠杆臂，另一端通过第六杠杆臂连接第四杠杆臂，所述第三杠杆臂和第四杠杆臂成轴对称设置，所述第五杠杆臂和第六杠杆臂成轴对称设置，所述第一杠杆臂、第二杠杆臂、第三杠杆臂、第四杠杆臂和连接臂均互相平行设置，所述第五杠杆臂和第六杠杆臂垂直于连接臂。
10、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述光纤应变传感器粘接凹槽有两个，分别设置在第三杠杆臂和第四杠杆臂上。
11、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第三杠杆臂和第四杠杆臂分别由第五杠杆臂和第六杠杆臂的一端向内延伸，所述第三杠杆臂和第四杠杆臂之间形成一开口，光纤光栅应变传感器设置在开口内。
12、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，光纤光栅应变传感器两端设有护纤套管，所述光纤传感器通过护纤套管固定在光纤应变传感器粘接凹槽内。
13、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述光纤应变传感器粘接凹槽内设有粘接剂，所述粘接剂包括但不限于环氧型粘接剂。
14、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第五杠杆臂和第六杠杆臂上均设有预设连接位置，所述第一杠杆臂和第二杠杆臂分别连接在第五杠杆臂和第六杠杆臂上的预设连接位置处。
15、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种光纤光栅应变传感器的增敏调控方法，通过所述的封装结构对光纤光栅应变传感器进行增敏调控，所述调控方法通过调节第一杠杆臂、第二杠杆臂、第三杠杆臂、第四杠杆臂、第五杠杆臂和第六杠杆臂长度以及和调节预设连接位置实现增敏调控。
16、与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：
17、本专利技术提出一种基于杠杆结构的光纤光栅应变传感器增敏金属基底封装结构，可提高光纤光栅传感器的增敏系数并可以通过结构参数推算增敏系数，结构简单易于加工及安装，提高结构应变的测量精度。
18、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
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1.一种光纤光栅应变传感器的封装结构，用于提高对薄壁金属拉伸试验件的结构应变的测量精度，其特征在于，所述封装结构包括：
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述光纤应变传感器封装基底包括增敏调控部和对称设置的两个固定部，所述两个固定部分别设置在增敏调控部两端，所述固定孔设置在两个固定部上，所述两个固定部均通过固定孔与薄壁金属拉伸试验件固定，所述光纤应变传感器粘接凹槽设置在增敏调控部上，所述增敏调控部通过光纤应变传感器粘接凹槽与光纤光栅应变传感器固定。
3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述增敏调控部包括第一杠杆臂、第二杠杆臂和半开口增敏框架，所述半开口增敏框架一端通过第一杠杆臂连接一个固定部，另一端通过第二杠杆臂连接另一个固定部，所述第一杠杆臂和第二杠杆臂成轴对称设置。
4.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述半开口增敏框架包括第三杠杆臂、第四杠杆臂、第五杠杆臂、第六杠杆臂和连接臂，所述连接臂一端通过第五杠杆臂连接第三杠杆臂，另一端通过第六杠杆臂连接第四杠杆臂，所述第三杠杆臂和第四杠杆臂成轴对称设置，所述第五杠杆
5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述光纤应变传感器粘接凹槽有两个，分别设置在第三杠杆臂和第四杠杆臂上。
6.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述第三杠杆臂和第四杠杆臂分别由第五杠杆臂和第六杠杆臂的一端向内延伸，所述第三杠杆臂和第四杠杆臂之间形成一开口，光纤光栅应变传感器设置在开口内。
7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，光纤光栅应变传感器两端设有护纤套管，所述光纤传感器通过护纤套管固定在光纤应变传感器粘接凹槽内。
8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述光纤应变传感器粘接凹槽内设有粘接剂，所述粘接剂包括但不限于环氧型粘接剂。
9.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述第五杠杆臂和第六杠杆臂上均设有预设连接位置，所述第一杠杆臂和第二杠杆臂分别连接在第五杠杆臂和第六杠杆臂上的预设连接位置处。
10.一种光纤光栅应变传感器的增敏调控方法，通过上述权利要求1-9之一所述的封装结构对光纤光栅应变传感器进行增敏调控，其特征在于，所述调控方法通过调节第一杠杆臂、第二杠杆臂、第三杠杆臂、第四杠杆臂、第五杠杆臂和第六杠杆臂长度以及和调节预设连接位置实现增敏调控。
...【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅应变传感器的封装结构，用于提高对薄壁金属拉伸试验件的结构应变的测量精度，其特征在于，所述封装结构包括：
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述光纤应变传感器封装基底包括增敏调控部和对称设置的两个固定部，所述两个固定部分别设置在增敏调控部两端，所述固定孔设置在两个固定部上，所述两个固定部均通过固定孔与薄壁金属拉伸试验件固定，所述光纤应变传感器粘接凹槽设置在增敏调控部上，所述增敏调控部通过光纤应变传感器粘接凹槽与光纤光栅应变传感器固定。
3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述增敏调控部包括第一杠杆臂、第二杠杆臂和半开口增敏框架，所述半开口增敏框架一端通过第一杠杆臂连接一个固定部，另一端通过第二杠杆臂连接另一个固定部，所述第一杠杆臂和第二杠杆臂成轴对称设置。
4.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述半开口增敏框架包括第三杠杆臂、第四杠杆臂、第五杠杆臂、第六杠杆臂和连接臂，所述连接臂一端通过第五杠杆臂连接第三杠杆臂，另一端通过第六杠杆臂连接第四杠杆臂，所述第三杠杆臂和第四杠杆臂成轴对称设置，所述第五杠杆臂和第六杠杆臂成轴对称设置，所述第一杠杆臂、第二杠杆臂、第三杠杆臂、第四杠杆臂和连接臂均互相平行设置，所述第五杠杆臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞炜涵，马超，郭文浩，杨海楠，赵琳，鲁明宇，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，
类型：发明
国别省市：
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