一种可更换的光纤光栅测力环制造技术

一种可更换的光纤光栅测力环，在环形弹性体上经加工形成多个对称分布的光纤光栅传感器的安装底座，将光纤光栅传感器置于夹具中，并通过设置于夹具中的两对螺母，固定在环行弹性体的每个安装底座上，实现了光纤光栅传感器的可拆卸，便于光纤光栅传感器的更换；在环形弹性体的顶部和底部经加工分别形成多个对称分布的承压凸台，同在环形弹性体顶部或底部的多个承压凸台分别处于同一水平高度，并且上下对应，以减小环形弹性体顶部和底部的受力接触面积，使得拉索索力通过承压凸台传递给整个环形弹性体，提高了光纤光栅测力环的测试精度。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

A replaceable fiber grating force measuring ring

A fiber grating can be replaced in the test force ring, annular elastic body is formed on the mounting base a plurality of symmetrically distributed optical fiber grating sensor after processing, the fiber grating sensor in the fixture, and by two of the clamp nut is arranged at the fixed on each circular elastic body is arranged on the base, the fiber grating sensor removable, easy to change the optical fiber grating sensor; at the top and bottom of the annular elastic body is processed respectively form a plurality of symmetrical bearing boss, a boss with an elastomeric bearing at the top or bottom of which are at the same level, and the corresponding, in order to reduce the elastic ring body top and bottom stress contact area, so that the cable force by pressing boss transferred to the entire annular elastic body, improves the accuracy of fiber optic grating strain ring.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量拉索索力的装置，适用于桥梁工程等领域拉索的 索力测量，属于桥梁检测及监测
，具体地说是涉及光纤光栅传感技术 应用于桥梁等工程结构拉索的索力测量。
技术介绍
光纤光栅应力传感器由于自身优异的性能，逐渐成为传统电阻应变片的替 代品，相关产品光纤光栅测力环逐渐开始应用于大型桥梁等建筑工程结构锚杆、拉索的监测，如申请号为200710014418. 8、 7>开号为CN101059382A、名称为"光 纤光栅锚杆测力计"的专利技术专利申请，公开了一种主要用于测量锚杆轴向拉伸 力的装置，该测力计包括外套和内套，光纤光栅传感器粘贴在内套外表面；专 利号为'200410061482. 8、公开号为1632488A、名称为"光纤光栅测力计锚索应 力传感器"的专利技术专利申请，公开了一种涉及桥梁工程领域锚索应力测量的光 纤光栅测力计，主要包括环形弹性体、若干光纤光栅传感器，应用于应变测 量和温度测量，其中光纤光栅传感器采用无胶化封装工艺，光纤光栅传感器和 环形弹性体采用激光点焊的方式附着，用于应力测量的光纤光栅传感器均匀附 着在环形弹性体的内侧和外侧，用于温度测量的光纤光栅传感器焊接附着的方 向垂直于环形弹性体承受的应力方向。这两个专利申请中光纤光栅应力传感器 采用粘贴或激光点焊的方式与弹性体连接，光纤光栅应力传感器更换不便且其 耐久性相对较差， 一旦光纤光栅传感器达到使用寿命或损坏就丧失了继续监测 的能力；测力计顶、底面接触范围较大，测试精度(旋转任意角度后测试结果 的准确性)不高，若想获得较高的测试精度，则需要布设较多的光纤光栅传感 器，成本较高。由于一般光纤光栅应力传感器的稳定性和可靠性仅能维持15年 左右，小于一般拉索的正常使用寿命，在拉索体系桥梁结构长期监测过程中， 对传感器的更换在所难免，由于测力环固定于螺母与锚垫板之间，而目前的测 力环都不具备更换功能或者更换非常不方便。此外，现有的测力环在承受由于 拉索引起的压力时，由于测力环顶、底面受力接触范围较大，受力接触面不均 匀接触，导致在有限的传感器数量布置时，当把测力环绕轴向旋转不同角度时， 其索力测试误差较大。因此，现有技术中存在光纤光栅应力传感器无法或难以 更换和测试精度精度不高的缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有测力环的技术不足，提供一种可更换的光 纤光栅测力环，在光纤光栅应力传感器老化之后对其进行更换，以满足拉索体 系桥梁扭索索力长期监测的需要，且在弹性体中布设少量的光纤光栅应力传感 器情况下具有较高的测试精度。本技术的技术方案是这样实现的本技术所述的可更换的光纤光栅测力环，主要由环形弹性体a、光纤光 栅传感器d、螺母e、夹具f等组成，其特征为在环形弹性体a上，根据光纤 光栅传感器d两端夹具f的尺寸，经机械加工形成多个对称分布的光纤光栅传 感器d的安装底座b,将光纤光栅传感器d置于夹具f中，并通过设置于夹具f 中的两对螺母e,固定在环行弹性体a的每个安装底座b上，实现了光纤光棚-传 感器d的可拆卸，便于光纤光栅传感器的更换；此外，在环形弹性体a的顶部 和底部通过机械加工分别形成多个对称分布的承压凸台c,同在环形弹性体a顶 部或底部的多个承压凸台c分别处于同一水平高度，并且顶部和底部的多个承 压凸台c位置上下对应，以减小环形弹性体a顶部和底部的受力接触面积，使 得拉索索力通过承压凸台c传递给整个环形弹性体a,提高了光纤光栅测力环的 测试精度。本专利技术的优点1、 通过夹具和螺母将光纤光栅传感器固定于安装底座，实现了光纤光栅传 感器的可拆卸，便于光纤光栅传感器的更换；2、 通过在环形弹性体的顶部和底部设置多个对称分布的承压凸台c，减小 了环形弹性体顶部和底部的受力接触面积，使得拉索索力通过承压凸台传递给 整个环形弹性体，提高了光纤光栅测力环的测试精度；3、 由于可采用非胶封装光纤光栅传感器，比环氧有机胶封装光纤光栅传感 器性能更稳定，耐久性更好。附图说明图1为本技术可更换的光纤光栅测力环的结构正视示意图2为本技术可更^:的光纤光^J测力环的结构俯4^L示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术进一步说明。图1为本技术可更换的光纤光栅测力环的结构正视示意图；图2为本 实用新'型可更换的光纤光栅测力环的结构俯视示意图。在环形弹性体a上，根 据光纤光栅传感器d两端夹具f的尺寸，经机械加工形成3个对称分布的光纤 光斥册传感器d的安装底座b,将光纤光4册传感器d置于夹具f中，并通过设置于 夹具f中的两对螺母e,固定在环行弹性体a的每个安装底座b上，实现了光纤 光栅传感器d的可拆卸， -(更于光纤光栅传感器的更换；此外，在环形弹性体a 的顶部和底部通过机械加工分别形成3个对称分布的承压凸台c，承压凸台c为 一小段圆弧段，同在环形弹性体a顶部或底部的3个承压凸台c分别处于同一 水平高度，并且顶部和底部的各3个承压凸台c位置上下对应，以减小环形弹 性体a顶部和底部的受力接触面积，使得拉索索力通过承压凸台c传递给整个 环形弹性体a,提高了光纤光栅测力环的测试精度。权利要求1、一种可更换的光纤光栅测力环，由环形弹性体(a)、光纤光栅传感器(d)、螺母(e)、夹具(f)构成，其特征是在环形弹性体(a)上，根据光纤光栅传感器(d)两端夹具(f)的尺寸，经加工设置多个光纤光栅传感器(d)的安装底座(b)，将光纤光栅传感器(d)置于夹具(f)中，并通过设置于夹具(f)中的两对螺母(e)，固定在环行弹性体(a)的每个安装底座(b)上，在环形弹性体(a)的顶部和底部加工设置多个承压凸台(c)。2、 根据权利要求1所述的可更换的光纤光栅测力环，其特征是多个光纤 光栅传感器(d)的安装底座(b)加工时，在环形弹性体(a)对称分布。3、 根据权利要求1所述的可更换的光纤光栅测力环，其特征是环形弹性 体(a)顶部和底部的多个承压凸台(c)，在加工时分别对称分布，同在环形弹 性体(a)顶部或底部的多个承压凸台(c)分别处于同一水平高度，并且顶部 和底部的多个承压凸台(c )位置上下对应。专利摘要一种可更换的光纤光栅测力环，在环形弹性体上经加工形成多个对称分布的光纤光栅传感器的安装底座，将光纤光栅传感器置于夹具中，并通过设置于夹具中的两对螺母，固定在环行弹性体的每个安装底座上，实现了光纤光栅传感器的可拆卸，便于光纤光栅传感器的更换；在环形弹性体的顶部和底部经加工分别形成多个对称分布的承压凸台，同在环形弹性体顶部或底部的多个承压凸台分别处于同一水平高度，并且上下对应，以减小环形弹性体顶部和底部的受力接触面积，使得拉索索力通过承压凸台传递给整个环形弹性体，提高了光纤光栅测力环的测试精度。文档编号G01L1/24GK201348548SQ20082024121公开日2009年11月18日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日专利技术者余锦绣, 刚 侍, 崔清强, 猛 李, 李星新, 汪正兴, 高海安 申请人:中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司;中铁大桥局股份有限公司;中铁大桥(郑州)缆索有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可更换的光纤光栅测力环，由环形弹性体（ａ）、光纤光栅传感器（ｄ）、螺母（ｅ）、夹具（ｆ）构成，其特征是：在环形弹性体（ａ）上，根据光纤光栅传感器（ｄ）两端夹具（ｆ）的尺寸，经加工设置多个光纤光栅传感器（ｄ）的安装底座（ｂ），将光纤光栅传感器（ｄ）置于夹具（ｆ）中，并通过设置于夹具（ｆ）中的两对螺母（ｅ），固定在环行弹性体（ａ）的每个安装底座（ｂ）上，在环形弹性体（ａ）的顶部和底部加工设置多个承压凸台（ｃ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李星新，汪正兴，崔清强，李猛，侍刚，余锦绣，高海安，
申请(专利权)人：中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，中铁大桥局股份有限公司，中铁大桥郑州缆索有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]