一種分布式傳感光纜疲勞性能測試裝置制造方法及圖紙

分布式傳感光纜疲勞性能測試裝置，包括導軌平臺、直線電機平臺、直線電機、光柵尺及讀數頭、力傳感器、兩副三爪卡盤；直線電機平臺置于導軌平臺上，在直線電機下能沿導軌進行自由的直線運動；一個三爪卡盤固定于導軌的一端，另一個三爪卡盤固定于直線電機平臺一側，兩副三爪卡盤在一條直線并固定傳感光纜的兩端；直線電機在直線電機平臺上在一定范圍內沿直線自由移動，即進行光纜拉伸試驗時的拉伸范圍；光柵尺固定于導軌平臺的側面，并設置有兩個可活動的讀數頭裝置，用于測量直線電機平臺和直線電機的相對坐標位置；通過控制直線電機運動的位移、速度和加速度，對光纜進行反復拉伸。

【技術實現步驟摘要】
一種分布式傳感光纜疲勞性能測試裝置一、
專利技術涉及分布式傳感光纜的性能測試技術方法，通過控制直線電機的運動，使待測光纜進行指定模式的拉伸運動，以檢驗光纜在反復拉伸運動之后的疲勞強度，從而對光纜的傳感性能進行評估，屬于測試裝置的
二、
技術介紹
分布式光纖傳感技術是目前廣泛應用于建筑、隧道、堤壩、邊坡等構筑物的安全監測中的新興技術，以其全分布、高效、穩定、實時等獨特的技術優點而受到越來越多的關注。傳感光纜是光纖傳感技術的主體，其性能對于監測的準確性以及持久性有著決定性的作用，但目前對于傳感光纜的疲勞性能的研究較少，難以確定光纜在長時間工作后的狀態。因此，需要研發傳感光纜疲勞性能的測試裝置，以及時對處于長期工作中的光纜狀態進行判斷，并以此為依據不斷改造優化傳感光纜的性能。本專利技術正是基于以上目的而研發的專門用于測試分布式傳感光纜的疲勞性能的裝置，為傳感光纜疲勞性能的評估及為相關工程應用提供依據。三、
技術實現思路
本專利技術的目的是：通過直線電機的直線往復運動，對光纜進行反復的拉伸試驗，模擬光纜在長時間使用后的物理狀態，以檢驗分布式傳感光纜的疲勞性能，從而對光纜本身性能加以評估并依此提出改進建議。本專利技術的目的是這樣實現的：分布式傳感光纜疲勞性能測試裝置，包括導軌平臺、直線電機平臺、直線電機、光柵尺及讀數頭、力傳感器、兩副三爪卡盤；直線電機平臺置于導軌平臺上，在直線電機下能沿導軌進行自由的直線運動；一個三爪卡盤固定于導軌的一端，另一個三爪卡盤固定于直線電機平臺一側，兩副三爪卡盤在一條直線并固定傳感光纜的兩端；直線電機在直線電機平臺上在一定范圍內沿直線自由移動(其最大活動范圍為405mm)，即進行光纜拉伸試驗時的拉伸范圍；光柵尺固定于導軌平臺的側面，并設置有兩個可活動的讀數頭裝置，其中一個與直線電機平臺相連并固定，一個與直線電機相連并固定，用于測量直線電機平臺和直線電機的相對坐標位置(可在界面顯示和控制)；直線電機的驅動器配備有力傳感器裝置，實時測量光纜的拉力(可在界面顯示和控制)；進行光纜的疲勞性能測試時，將直線電機平臺的位置固定，調整直線電機的初始位置，后利用三爪卡盤將光纜咬合固定，通過控制直線電機運動的位移、速度和加速度，對光纜進行反復拉伸。直線電機的驅動器配備力傳感器裝置是由直線電機的驅動電流來顯示或通過在三爪卡盤固定一力傳感器實現拉力的量測。另還包括電控箱、電纜以及機械、電氣附件等配件；測試光纜由三爪卡盤固定，咬合緊密程度可通過扭力扳手調控。可根據需測試光纜的長度自由設置直線電機平臺的位置，以滿足不同測試長度的要求。直線電機的空間位置由光柵尺讀數裝置來測定，且可基于光柵尺讀數以及力傳感器讀數進行直線電機的運動控制。可根據待測光纜的情況調換適宜的力傳感器，以獲得更為準確的測量結果。拉伸試驗進行過程中的直線電機位移和速度、光纜拉力等參數均可以數字或圖像的形式在控制界面上實現輸出，以方便后續分析與研究工作。將直線電機平臺位置固定，調整直線電機的初始位置，將光纜由兩副三爪卡盤固定兩端，驅動直線電機對光纜進行直線拉伸往復運動，以測試光纜的疲勞性能；直線電機運動過程中的位移、速度、加速度、光纜拉力等參數由傳感系統實時地反饋到用戶界面上。直線電機平臺用于調整傳感光纜拉伸長度，當直線電機發生往復的直線運動時，傳感光纜便發生反復的拉伸運動。通過相關設備對反復拉伸前后傳感光纜的應變分布進行檢驗，便可對傳感光纜的疲勞性能做出評估。分布式傳感光纜疲勞性能測試方法，在上述裝置基礎上，通過計算機軟件操控直線電機帶動三爪卡盤進行往復直線運動，對傳感光纜進行重復拉伸試驗。試驗裝置中的力傳感器與光柵讀數裝置實時反饋直線電機的相關運動參數，以了解傳感光纜的運動狀態。本專利技術以此測試分布式傳感光纜的疲勞性能，評價傳感光纜在工程實踐中，由于受到長期地反復拉伸造成的傳感性能的變化，為分布式光纖傳感技術應用提供必要的試驗依據。直線電機的運動由計算機通過軟件控制，可通過設置直線電機運動的速度、位移、振幅及頻率、拉力或通過文件自定義運動軌跡等進行多種模式的測試工作，以滿足不同要求下的光纜疲勞性能測試。本專利技術有如下效果,與傳統的光纜拉伸試驗裝置相比較：采用直線電機用于檢測就有意想不到的效果，其它優點如下。1、本專利技術可以在較大的范圍內對光纜進行拉伸試驗，對力和光纜伸縮的長度均有高精度的測量并能夠顯示，最大試驗光纜長度可達2000mm，并且可以在此范圍之內根據需要自由地調控適合的試驗光纜長度。光纜的拉伸量最大為405mm，可滿足目前大部分光纜應變測試的要求。2、通過與直線電機控制器相連的軟件，可進行多種模式下的拉伸試驗。可通過設置直線電機的運動的位移、速度、加速度、往復運動的振幅及頻率或是自由設定運動軌跡等多種途徑，實現不同需求下的光纜拉伸試驗，以滿足不同工程、工況的應用要求。3、本專利技術進行拉伸試驗過程中，直線電機的運動由計算機軟件進行控制，試驗中的相關參數通過力傳感裝置與光柵尺讀數裝置實時反饋到用戶界面中，實現了傳感光纜拉伸試驗的自動化與精確化。4、直線電機的持續拉力為2230N，峰值拉力為7433N，重復定位精度為±0.005mm，光柵尺分辨率為0.001mm，可測試光纜直徑為1～30mm。四、附圖說明圖1為本專利技術裝置的主體視圖。圖中包括1直線電機、2直線電機平臺、3光柵尺讀數裝置、4力傳感器、5三爪卡盤、6導軌平臺。五、具體實施方式本實驗裝置主要由直線電機裝置、光柵尺讀數裝置以及導軌平臺與三爪卡盤組成。導軌平臺固定于鋼制的工作臺上，導軌的一端設置一副三爪卡盤，直線電機平臺置于導軌上且可自由運動。直線電機平臺上設置另一副三爪卡盤以及直線電機驅動裝置，同時該三爪卡盤上附帶了一套力傳感器。光柵讀數裝置包括一條光柵尺以及兩個讀數頭裝置，光柵固定于導軌平臺的側面，兩個讀數頭裝置一個固定于直線電機平臺上，另一固定于直線電機上，均隨相連裝置的運動而運動。直線電機的驅動器配備力傳感器裝置是由直線電機的驅動電流來顯示。或者是三爪卡盤固定一應力傳感器通過應變測量拉力。直線電機的品牌PARKER，型號R16-3A-NC-MS。三爪卡盤的型號K11-125。三爪卡盤上也可以設有定制的力傳感器。此測力傳感器和驅動電流沒關系。是通過在三爪卡盤固定一力傳感器實現拉力的量測。進行光纜拉伸試驗時，首先調整直線電機平臺在導軌上的位置，以滿足目標測試光纜的長度，并用配備的金屬塊與螺栓將直線電機平臺固定于導軌平臺上。再將目標測試光纜穿過兩副三爪卡盤的通孔，應保證光纜的平直，同時通過扭力扳手調整三爪卡盤咬緊光纜，扭力大小應根據光纜類型確定，要保證光纜不因發生過大的擠壓變形而無法采集光纜應變數據。裝置通電后，啟動并控制與裝置相連的軟件，在軟件的控制界面上根據試驗要求設置直線電機的運動模式。直線電機的運動狀態，由光柵尺讀數裝置實時地反饋到控制界面。同時，拉伸試驗進行過程中的光纜拉力由與三爪卡盤相連的拉力傳感器裝置(或通過直線電機的張力成比例關系的電流)反饋到控制界面，也可以根據光纜拉力對直線電機的運動狀態進行控制。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
分布式傳感光纜疲勞性能測試裝置，其特征是包括導軌平臺、直線電機平臺、直線電機、光柵尺及讀數頭、力傳感器、兩副三爪卡盤；直線電機平臺置于導軌平臺上，在直線電機下能沿導軌進行自由的直線運動；一個三爪卡盤固定于導軌的一端，另一個三爪卡盤固定于直線電機平臺一側，兩副三爪卡盤在一條直線并固定傳感光纜的兩端；直線電機在直線電機平臺上在一定范圍內沿直線自由移動，即進行光纜拉伸試驗時的拉伸范圍；光柵尺固定于導軌平臺的側面，并設置有兩個可活動的讀數頭裝置，其中一個與直線電機平臺相連并固定，一個與直線電機相連并固定，用于測量直線電機平臺和直線電機的相對坐標位置；直線電機的驅動器配備力傳感器裝置，實時測量光纜的拉力；進行光纜的疲勞性能測試時，將直線電機平臺的位置固定，調整直線電機的初始位置，后利用三爪卡盤將光纜咬合固定，通過控制直線電機運動的位移、速度和加速度，對光纜進行反復拉伸。

【技術特征摘要】
1.分布式傳感光纜疲勞性能測試裝置，其特征是包括導軌平臺、直線電機平臺、直線電機、光柵尺及讀數頭、力傳感器、兩副三爪卡盤；直線電機平臺置于導軌平臺上，在直線電機下能沿導軌進行自由的直線運動；一個三爪卡盤固定于導軌的一端，另一個三爪卡盤固定于直線電機平臺一側，兩副三爪卡盤在一條直線并固定傳感光纜的兩端；直線電機在直線電機平臺上在一定范圍內沿直線自由移動，即進行光纜拉伸試驗時的拉伸范圍；光柵尺固定于導軌平臺的側面，并設置有兩個可活動的讀數頭裝置，其中一個與直線電機平臺相連并固定，一個與直線電機相連并固定，用于測量直線電機平臺和直線電機的相對坐標位置；直線電機的驅動器配備力傳感器裝置，實時測量光纜的拉力；進行光纜的疲勞性能測試時，將直線電機平臺的位置固定，調整直線電機的初始位置，后利用三爪卡盤將光纜咬合固定，通過控制直線電機運動的位移、速度和加速度，對光纜進...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張丹，施斌，李博，王嘉誠，孫義杰，時以亮，朱開峰，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32