一种光纤光栅三向应力传感器的制作方法

1.本实用新型涉及岩土工程监测技术领域，具体为一种光纤光栅三向应力传感器。


背景技术：

2.土木工程中岩土体或混凝土体的三维应力测试是工程中的一项基础性工作，是对工程安全设计及评价的基础，对于土木工程、水利工程、交通工程等基础设施项目具有基础性的重要作用，土木工程监测领域现有压应力传感器大多只能测定一个方向的压力，检测的精度不够高，因此亟需一种光纤光栅三向应力传感器来解决上述问题。
3.现今市场上的此类应力传感器种类繁多，基本可以满足人们的使用需求，但是依然存在一定的不足之处，具体问题有以下几点。
4.（1）现有的此类应力传感器在使用时传感块的安装不够便捷，而且紧密性不佳，因此有待改进；
5.（2）现有的此类应力传感器在进行检测时容易受到外部环境中电磁的干扰，因此影响了检测数据的准确性；
6.现有的此类应力传感器的自身结构强度不足，且耐磨抗腐蚀性能不佳，因此缩短了使用寿命。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种光纤光栅三向应力传感器，以解决上述背景技术中提出应力传感器传感块的安装不够便捷、紧密性不佳，受到电磁的干扰和自身结构强度不足、耐磨抗腐蚀性能不佳的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种光纤光栅三向应力传感器，包括传感器本体、环形安装槽、传感块、承压块和光纤光栅本体，所述传感器本体的外表面上设置有环形安装槽，且环形安装槽的内部设置有传感块，并且传感块下方的环形安装槽底部皆设置有等间距的螺纹孔，所述传感块内部的中心位置处设置有圆形通槽，且圆形通槽的内部设置有承压块，并且承压块的下表面安装有光纤光栅本体，所述环形安装槽下方的传感器本体侧壁上设置有环形定位槽，环形定位槽与环形安装槽相连通。
9.优选的，所述传感器本体的表面涂镀有硬质合金，且硬质合金的表面涂镀有碳化铬，并且碳化铬的表面喷涂有防锈涂层，使得传感器本体的整体强度提升，增强了传感器本体的抗腐蚀性能。
10.优选的，所述传感块内部的边缘位置处皆设置有安装孔，且安装孔的内部螺纹连接有安装螺栓，安装螺栓的底端延伸至螺纹孔的内部并与其螺纹连接，用于传感块的安装工作。
11.优选的，所述环形定位槽的底部皆设置有等间距的定位孔，且定位孔的内部设置有定位插杆，定位插杆与定位孔卡接，定位插杆的顶端与传感块的底端固定连接，提高了安装时的紧密性，还可以使安装孔与螺纹孔的位置对应，为后续的固定工作提供了便捷。
12.优选的，所述光纤光栅本体的外侧设置有防干扰保护罩，防干扰保护罩上表面与承压块的下表面紧密贴合，且防干扰保护罩的内壁上贴覆有电磁屏蔽膜，具有屏蔽电磁的作用，减少了电磁对检测过程的干扰。
13.优选的，所述防干扰保护罩两侧的外壁上皆固定有安装片，且安装片的内部螺纹连接有安装螺钉，安装螺钉的一端延伸至承压块的内部，用于防干扰保护罩的固定工作。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该光纤光栅三向应力传感器不仅提高了传感块安装时的便捷性和连接的紧密性，不易受到电磁的干扰，保证了检测数据的准确性，而且增强了传感器的自身结构强度和耐磨抗腐蚀性能，延长了传感器的使用寿命；
15.（1）通过设置有环形定位槽、定位孔、定位插杆、安装孔、安装螺栓和螺纹孔，将传感块放在环形安装槽的内部，并将传感块底端的定位插杆卡入环形定位槽底部的定位孔中，定位插杆与定位孔卡合不仅提高了安装时的紧密性，还可以使安装孔与螺纹孔的位置对应，以便将安装螺栓快速旋进螺纹孔的内部，对传感块进行固定，从而提高了传感块安装时的便捷性和连接的紧密性；
16.（2）通过设置有防干扰保护罩、电磁屏蔽膜、安装片和安装螺钉，防干扰保护罩将光纤光栅本体完全罩住，且防干扰保护罩通过安装片和安装螺钉固定在光纤光栅本体的外部，由于防干扰保护罩和其内壁上的电磁屏蔽膜具有屏蔽电磁的作用，使得光纤光栅本体不易受到电磁的干扰，进而保证了检测数据的准确性；
17.（3）通过设置有硬质合金、碳化铬和防锈涂层，传感器本体的表面涂镀的硬质合金具有高强度的特性，使得传感器本体的整体强度提升，硬质合金表面的碳化铬具有良好耐磨的性能，使得传感器本体不易因摩擦受损，碳化铬表面的防锈涂层增强了传感器本体的抗腐蚀性能，从而增强了传感器的自身结构强度和耐磨抗腐蚀性能，延长了传感器的使用寿命。
附图说明
18.图1为本实用新型的正视外观结构示意图；
19.图2为本实用新型的侧视剖面局部放大结构示意图；
20.图3为本实用新型的防干扰保护罩放大结构示意图；
21.图4为本实用新型的传感器本体侧壁剖视放大结构示意图。
22.图中：1、传感器本体；2、环形安装槽；3、传感块；4、圆形通槽；5、承压块；6、环形定位槽；7、定位孔；8、定位插杆；9、光纤光栅本体；10、防干扰保护罩；11、安装孔；12、安装螺栓；13、螺纹孔；14、电磁屏蔽膜；15、安装片；16、安装螺钉；17、硬质合金；18、碳化铬；19、防锈涂层。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.请参阅图1
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4，本实用新型提供的一种实施例：一种光纤光栅三向应力传感器，包
括传感器本体1、环形安装槽2、传感块3、承压块5和光纤光栅本体9，传感器本体1的外表面上设置有环形安装槽2，且环形安装槽2的内部设置有传感块3，并且传感块3下方的环形安装槽2底部皆设置有等间距的螺纹孔13；
25.传感器本体1的表面涂镀有硬质合金17，且硬质合金17的表面涂镀有碳化铬18，并且碳化铬18的表面喷涂有防锈涂层19，使得传感器本体1的整体强度提升，增强了传感器本体1的抗腐蚀性能；
26.传感块3内部的边缘位置处皆设置有安装孔11，且安装孔11的内部螺纹连接有安装螺栓12，安装螺栓12的底端延伸至螺纹孔13的内部并与其螺纹连接，用于传感块3的安装工作；
27.传感块3内部的中心位置处设置有圆形通槽4，且圆形通槽4的内部设置有承压块5，并且承压块5的下表面安装有光纤光栅本体9，环形安装槽2下方的传感器本体1侧壁上设置有环形定位槽6，环形定位槽6与环形安装槽2相连通；
28.光纤光栅本体9的外侧设置有防干扰保护罩10，防干扰保护罩10上表面与承压块5的下表面紧密贴合，且防干扰保护罩10的内壁上贴覆有电磁屏蔽膜14，具有屏蔽电磁的作用，减少了电磁对检测过程的干扰；
29.防干扰保护罩10两侧的外壁上皆固定有安装片15，且安装片15的内部螺纹连接有安装螺钉16，安装螺钉16的一端延伸至承压块5的内部，用于防干扰保护罩10的固定工作；
30.环形定位槽6的底部皆设置有等间距的定位孔7，且定位孔7的内部设置有定位插杆8，定位插杆8与定位孔7卡接，定位插杆8的顶端与传感块3的底端固定连接，提高了安装时的紧密性，还可以使安装孔11与螺纹孔13的位置对应，为后续的固定工作提供了便捷。
31.工作原理：使用时，首先，在安装传感块3时，将传感块3放在环形安装槽2的内部，并使得传感块3底端的定位插杆8卡入环形定位槽6底部的定位孔7中，对传感块3的位置进行预先固定，定位插杆8与定位孔7卡合不仅提高了安装时的紧密性，还可以使安装孔11与螺纹孔13的位置对应，以便将安装螺栓12快速旋进螺纹孔13的内部，对传感块3进行固定，从而提高了传感块3安装时的便捷性和连接的紧密性，然后，在使用该传感器时，将传感器埋设于岩体或土中，传感器开始受到三向挤压，传感块3内部的承压块5感知应力，产生小挠度弹性弯曲，并产生相应的应变，承压块5将应变将传递给光纤光栅本体9，根据光纤光栅原理，检测出波长的变化即应力变化，输入到计算机进行数据分析处理，得到受到压力的分布状况，其中，由于防干扰保护罩10将光纤光栅本体9完全罩住，防干扰保护罩10通过安装片15和安装螺钉16固定在光纤光栅本体9的外部，防干扰保护罩10和其内壁上的电磁屏蔽膜14具有屏蔽电磁的作用，从而减少了电磁对检测过程的干扰，进而保证了检测数据的准确性，最后，由于传感器本体1的表面涂镀有硬质合金17，硬质合金17具有高强度的特性，使得传感器本体1的整体强度提升，同时，硬质合金17表面的碳化铬18具有良好耐磨的性能，使得传感器本体1不易因摩擦受损，并且碳化铬18表面的防锈涂层19增强了传感器本体1的抗腐蚀性能，从而延长了传感器的使用寿命，完成光纤光栅三向应力传感器的工作。
32.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含
义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。