1.一种弹簧式光纤光栅位错计,其特征在于,包括:光纤光栅、应变感应基片、定位片、保护壳体、压缩弹簧、滑动头、L型钢片和钢片;
保护壳体内壁上通过多个夹片将定位片固定;
定位片两端通过螺栓与应变感应基片固接,应变感应基片通过螺栓固定于两个L型钢片之间;在应变感应基片的中部粘贴光纤光栅,光纤光栅的尾纤置于保护壳体外侧;
定位片上部和下部用相同方式设有四根压缩弹簧;其中一根压缩弹簧一端与L型钢片固接,另一端与钢片固接;
滑动头固设于两个钢片之间;保护壳体为矩形盒式,对应滑动头侧面设置有狭长活动缝,对面开设两个小孔,供光纤光栅的尾纤通过小孔穿出并套上光纤松套管;
工作原理如下:
由光纤光栅原理可知,本传感器所测量应变与基片轴向应变满足关系:A=b·h (2)式中,ΔλB为中心波长改变量,kε为光纤光栅应变灵敏度系数,A为基片净截面面积,b为基片的截面宽度,h为基片的厚度;N为基片上轴向力,其满足基本方程:N=ka·Δx (3)ka=2·k (4)其中ka为基片所连接弹簧总刚度,k为一根弹簧的刚度,Δx为滑动头移动量;将(2)(3)(4)带入(1)可得:进而有
令 则有:Δx=K·ΔλB(7)
式中,K为位错计的灵敏度系数;
由此式可看出相对沉降量Δx与光栅中心波长改变量ΔλB之间成线性关系,通过监测中心波长改变量ΔλB从而获得相对沉降量Δx的结果。