一种光纤光栅的索力传感器封装基体结构

1.本实用新型涉及光纤光栅传感器技术领域，特别是涉及一种光纤光栅的索力传感器封装基体结构。


背景技术：

2.钢索结构因其具有抗拉强度高、负载距离长、柔性大等优点而被广泛应用于桥梁、机械和建筑领域，具体形式有桥梁吊杆、桥梁斜拉索、起重机吊索以及索道等。钢索由于长期处于曝露的环境服役，易受到风、雨水、温度变化等恶劣环境以及其他各种不确定形式的外界的影响，容易引起缆索的腐蚀损伤和疲劳破坏，导致钢索发生断裂，造成重大事故和经济损失。
3.当今，桥梁拉索索力监测主要有磁通传感监测、压阻传感监测以及光纤光栅传感监测。光纤光栅传感器具有灵敏度高、耐久性好、不受火花影响等优点，能很好地满足工程实际要求，但其具有信号易受干扰、精度不高的缺点；压阻传感方法受到耐久性的限制。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种光纤光栅的索力传感器封装基体结构，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种光纤光栅的索力传感器封装基体结构，包括封装装置，光纤光栅一端固定在输送封装装置内，所述封装装置包括底座，所述底座顶端固定连接有封装管，所述封装管一端外壁固定套设有铠装弹簧的一端，所述铠装弹簧固定套设在所述光纤光栅外部，所述封装管远离所述铠装弹簧的一端做夹扁处理，并对夹扁处理的一端做密封处理，所述封装管内设置有固定机构，所述固定机构与所述光纤光栅对应设置。
6.优选的，所述固定机构包括套设在所述封装管外壁的套筒，所述封装管外壁设置有螺纹槽，所述套筒内设置有内螺纹，所述封装管与所述套筒通过所述螺纹槽与所述内螺纹螺纹连接，所述底座上开设有通槽，所述通槽与所述套筒对应设置，所述封装管内设置有第一半圆形固定板和第二半圆形固定板，所述第一半圆形固定板和所述第二半圆形固定板关于所述封装管轴线对称设置，所述第一半圆形固定板和所述第二半圆形固定板的内壁与所述光纤光栅外壁抵接，所述封装管内沿轴线等间距固定连接有若干固定块，所述第二半圆形固定板外壁与所述固定块远离所述封装管内壁的一侧固定连接，所述封装管内设置有挤压部，所述挤压部与所述第一半圆形固定板对应设置，所述第一半圆形固定板和所述第二半圆形固定板构成筒型结构的内径小于所述光纤光栅的外径。
7.优选的，所述挤压部包括固定连接在所述第一半圆形固定板外壁的凸型块，所述套筒内壁开设有安装槽，所述安装槽内等间距固定连接有若干限位块，所述限位块截面呈梯形设置，所述封装管上开设有通孔，所述通孔内滑动连接有连接杆，所述连接杆一端固定连接有抵接块，所述抵接块与所述限位块滑动抵接，所述封装管内壁固定连接有若干凹型
块，所述凹型块与所述凸型块滑动配合，所述连接杆另一端贯穿所述凹型块并固定连接有齿板，所述凸型块中部开设有滑槽，所述滑槽两侧开设有安装孔，所述安装孔内转动连接有齿轮，所述齿板伸入所述滑槽与两所述齿轮啮合，所述凹型块内壁中部开设有齿槽，所述齿槽与所述齿轮啮合，所述封装管内壁固定连接有若干弹性件的一端，所述弹性件的另一端与所述第一半圆形固定板的外壁固定连接。
8.优选的，所述弹性件为弹簧，所述弹簧一端固定连接在所述封装管内壁，所述弹簧另一端与所述第一半圆形固定板的外壁固定连接。
9.优选的，所述凸型块顶端外壁固定连接有滑块，所述安装孔贯穿所述滑块与所述凹型块上的所述齿槽啮合，所述凹型块底端内壁开设有限位槽，所述滑块与所述限位槽限位滑动配合。
10.优选的，所述限位槽内壁设置有滚珠。
11.优选的，所述封装管和所述套筒外壁均涂覆有防锈蚀涂层。
12.优选的，所述第一半圆形固定板和所述第二半圆形固定板的内壁与所述光纤光栅的外壁之间设置有防滑胶层，所述防滑胶层与所述第一半圆形固定板和所述第二半圆形固定板的内壁固定连接。
13.本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型使用时，在铠装弹簧内预设光纤光栅，然后将铠装弹簧的一端固定套设在封装管开口端，将光纤光栅一端外衣剥离，将其插入封装管内，通过封装管内的固定机构实现光纤光栅的固定。本实用新型采用的封装方式具有操作方便、工作性能稳定及防止尾纤弯折的优点，提高了传感器的变形能力，减少了传感器在运输过程中或安装过程中产生损伤的几率，提高了光纤光栅传感器的精度、稳定性和使用寿命。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型一种光纤光栅的索力传感器封装基体结构主视图的剖视图；
16.图2为图1中b处的放大图；
17.图3为图1中沿a-a处的剖视图；
18.图4为本实用新型凸型块与凹型块配合关系示意图。
19.其中，光纤光栅-1、底座-2、封装管-3、铠装弹簧-4、套筒-5、通槽-6、第一半圆形固定板-7、第二半圆形固定板-8、固定块-9、凸型块-10、安装槽-11、限位块-12、连接杆-13、抵接块-14、凹型块-15、齿板-16、齿轮-17、弹簧-18、滑块-19、滚珠-20、防滑胶层-21
具体实施方式
20.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。
21.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
22.本实用新型提供一种光纤光栅1的索力传感器封装基体结构，包括封装装置，光纤光栅1一端固定在输送封装装置内，封装装置包括底座2，底座2顶端固定连接有封装管3，封装管3一端外壁固定套设有铠装弹簧4的一端，铠装弹簧4固定套设在光纤光栅1外部，封装管3远离铠装弹簧4的一端做夹扁处理，并对夹扁处理的一端做密封处理，封装管3内设置有固定机构，固定机构与光纤光栅1对应设置。
23.使用时，在铠装弹簧4内预设光纤光栅1，然后将铠装弹簧4的一端固定套设在封装管3开口端，将光纤光栅1一端外衣剥离，将其插入封装管3内，通过封装管3内的固定机构实现光纤光栅1的固定。采用速凝胶对扁头的机械缝隙的机械缝隙进行密封。
24.进一步的，为实现光纤光栅1的固定，设置固定机构，固定机构包括套设在封装管3外壁的套筒5，封装管3外壁设置有螺纹槽，套筒5内设置有内螺纹，封装管3与套筒5通过螺纹槽与内螺纹螺纹连接，底座2上开设有通槽6，通槽6与套筒5对应设置，封装管3内设置有第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8，第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8关于封装管3轴线对称设置，第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8的内壁与光纤光栅1外壁抵接，封装管3内沿轴线等间距固定连接有若干固定块9，第二半圆形固定板8外壁与固定块9远离封装管3内壁的一侧固定连接，封装管3内设置有挤压部，挤压部与第一半圆形固定板7对应设置，第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8构成筒型结构的内径小于光纤光栅1的外径。将光纤光栅1插入封装管3内后，第二半圆形固定板8对其起到支撑的作用，通过挤压部挤压第一半圆形固定板7使其与光纤光栅1的外壁抵接，通过挤压作用实现光纤光栅1的固定，同时第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8构成的筒型截面圆的内径小于光纤光栅1外径，保证第一半圆形固定板7的挤压效果。
25.进一步的，为挤压第二半圆形固定板8，利用第二半圆形固定板8对光纤光栅1进行挤压，设置挤压部，挤压部包括固定连接在第一半圆形固定板7外壁的凸型块10，套筒5内壁开设有安装槽11，安装槽11内等间距固定连接有若干限位块12，限位块12截面呈梯形设置，封装管3上开设有通孔，通孔内滑动连接有连接杆13，连接杆13一端固定连接有抵接块14，抵接块14与限位块12滑动抵接，封装管3内壁固定连接有若干凹型块15，凹型块15与凸型块10滑动配合，连接杆13另一端贯穿凹型块15并固定连接有齿板16，凸型块10中部开设有滑槽，滑槽两侧开设有安装孔，安装孔内转动连接有齿轮17，齿板16伸入滑槽与两齿轮17啮合，凹型块15内壁中部开设有齿槽，齿槽与齿轮17啮合，封装管3内壁固定连接有若干弹性件的一端，弹性件的另一端与第一半圆形固定板7的外壁固定连接。
26.使用时，转动套筒5，在封装管3外壁螺纹槽和套筒5内壁内螺纹的作用下，套筒5向前移动，移动过程中限位块12挤压抵接块14，抵接块14在限位块12的斜面上滑动，同时沿封装管3轴线方向进给，抵接块14移动同步带动连接杆13移动，连接杆13移动带动齿板16滑动，齿板16滑动带动齿轮17转动，齿轮17转动方向与齿板16转动方向相反，齿轮17与凹型槽上的齿槽啮合带动凹型块15移动，移动方向与齿板16方向相反，使得凹型块15与凸型块10之间的距离增大，从而实现对第一半圆形固定板7的挤压，使得第一半圆形固定板7沿封装管3轴线方向进给，从而对光纤光栅1进行挤压，同时，为增加挤压力，封装管3内壁设置弹性
件，弹性件始终处于手压缩状态，对第一半圆形固定板7进行挤压，保证提高挤压效果，并且可在套筒5外壁套设螺母，便于使用扳手等转动套筒5。由于挤压力和方向与封装管3轴线之间处于垂直状态，而套筒5的进给需要的力的与封装管3轴线之间平行，也就是说光纤光栅1受力挣脱第一半圆形固定板7的过程中产生的力的方向与套筒5移动方向垂直，因此，不会导致套筒5发生位移出现逆转，如此设置保证装置始终处于相对稳定的状态，提高了装置的稳定性。
27.进一步的，弹性件为弹簧18，弹簧18一端固定连接在封装管3内壁，弹簧18另一端与第一半圆形固定板7的外壁固定连接。通过弹簧18对第一半圆形固定板7进行挤压，保证第一半圆形固定板7的挤压效果。
28.进一步的，为保证凹型块15与凸型块10之间的相对稳定性，凸型块10顶端外壁固定连接有滑块19，安装孔贯穿滑块19与凹型块15上的齿槽啮合，凹型块15底端内壁开设有限位槽，滑块19与限位槽限位滑动配合。
29.进一步的，为减小凹型块15与凸型块10之间滑动摩擦力，限位槽内壁设置有滚珠20。
30.进一步的，为避免装置在潮湿环境下发生锈蚀，封装管3和套筒5外壁均涂覆有防锈蚀涂层，防锈蚀涂料选择铁红酚醛防锈漆。
31.进一步的，为增大第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8与光纤光栅1之间的相对摩擦力，同时避免第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8对光纤光栅1的损伤，第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8的内壁与光纤光栅1的外壁之间设置有防滑胶层21，防滑胶层21与第一半圆形固定板7和第二半圆形固定板8的内壁固定连接。
32.本实用新型使用时，在铠装弹簧4内预设光纤光栅1，然后将铠装弹簧4的一端固定套设在封装管3开口端，将光纤光栅1一端外衣剥离，将其插入封装管3内，第二半圆形固定板8对其起到支撑的作用，转动套筒5，在封装管3外壁螺纹槽和套筒5内壁内螺纹的作用下，套筒5向前移动，移动过程中限位块12挤压抵接块14，抵接块14在限位块12的斜面上滑动，同时沿封装管3轴线方向进给，抵接块14移动同步带动连接杆13移动，连接杆13移动带动齿板16滑动，齿板16滑动带动齿轮17转动，齿轮17转动方向与齿板16转动方向相反，齿轮17与凹型槽上的齿槽啮合带动凹型块15移动，移动方向与齿板16方向相反，使得凹型块15与凸型块10之间的距离增大，从而实现对第一半圆形固定板7的挤压，使得第一半圆形固定板7沿封装管3轴线方向进给，从而对光纤光栅1进行挤压，固定之后在封装管3与套筒5外涂覆铁红酚醛防锈漆进行防锈处理。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。