本实用新型涉及矿用车辆技术领域，具体涉及一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器。
背景技术：
随着光纤光栅传感技术的发展，光纤光栅传感技术已在航空航天、市政工程、矿山、智能结构与材料等诸多领域获得了广泛应用。基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。
现有的用于矿用车辆称重的多是传统的应变式传感器，传统应变式传感器均存在输出信号微弱、抗干扰能力较差、测量精度较低、适应环境能力较差、使用寿命短等问题，而对于用于矿用车辆称重的传感器，需要适应矿井下潮湿、高危险气体的测量环境，且要求免疫电磁干扰、轻质径小、灵敏度高及稳定性好。
技术实现要素：
根据现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，将光纤光栅传感器用于矿用车辆称重中，适应矿井下潮湿、高危险气体的测量环境，相对于传统应变式传感器，可靠性更高，实用性更强，测量更加精准，便于对矿用车辆载重进行实时的监测调控，减少矿用车辆超载或载重不满的现象发生，适于大规模推广应用。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，包括第一内层保护壳、第二内层保护壳、光纤、压力传感光栅和温度补偿光栅，所述第一内层保护壳为l形结构且包括一体成型的第一竖壳和第一横壳，所述第二内层保护壳为l形结构且包括一体成型的第二竖壳和第二横壳，所述第一横壳上设有第一通孔，所述第二横壳上均匀分布有多个第二通孔，所述第一横壳卡嵌在所述第二横壳内，所述第一横壳内的所述第一通孔处设有v形弹扣，所述第一竖壳上设有第一传感器孔，所述第二竖壳上均设有第二传感器孔，所述光纤从所述第一竖壳的顶部伸入，穿过所述第一横壳和所述第二横壳，从所述第二竖壳的顶部伸出，所述光纤上设置压力传感光栅和温度补偿光栅，所述压力传感光栅从所述第一传感器孔伸出并固定在承重梁左侧面，所述温度补偿光栅从所述第二传感器孔伸出并固定在承重梁右侧面，所述压力传感光栅和所述温度补偿光栅位置相对，所述光纤在所述第一竖壳和所述第二竖壳的外部进行铠装。
进一步的，所述第一竖壳和所述第二竖壳的外侧均设有外层保护壳。
进一步的，所述外层保护壳和所述第一竖壳间设有epe填充棉，所述外层保护壳和所述第二竖壳间设有epe填充棉。
进一步的，所述第一竖壳和所述第一横壳连接处设有圆滑凹槽，所述第二竖壳和所述第二横壳连接处设有圆滑凹槽。
进一步的，所述压力传感光栅通过光纤光栅胶黏剂粘贴在承重梁左侧面，所述温度补偿光栅通过光纤光栅胶黏剂粘贴在承重梁右侧面。
进一步的，所述光纤光栅胶黏剂粘为热固化环氧树脂。
进一步的，所述第二横壳设有5到8个第二通孔。
进一步的，所述第一内层保护壳、第二内层保护壳、外层保护壳为不锈钢材料制成。
进一步的，每辆矿用车辆上，设有4到6个所述适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：
1.本实用新型所述的一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，通过光纤光栅传感器替代传统的应变式传感器，与传统的应变式传感器相比，本装置具有免疫电磁干扰、轻质径小、灵敏度高、稳定性强等优点。
2.本实用新型所述的一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，第一内层保护壳、第二内层保护壳和外层保护壳多重防护设计避免了矿用车辆在行驶过程中飞石尘土对光纤光栅传感器的损坏，能够有效地延长本装置的使用寿命。
3.本实用新型所述的一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，能实时监控矿用车辆的载重量信息，有效地保障矿用车辆以及驾驶员的安全，防止矿用车辆超载或载重不满的现象发生，使之能够更加合理地调度矿用车辆，提高矿山的生产效率。
4.本实用新型所述的一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，具有可伸缩的功能，可调节本装置的长度，调节的长度由矿用车辆承重梁的尺寸而进行设定。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型v形弹片的结构示意图。
图3为本实用新型圆滑凹槽的示意图。
其中：1、第一内层保护壳；11、第一横壳；111、第一通孔；12、第一竖壳；2、第二内层保护壳；21、第二横壳；211、第二通孔；22、第二竖壳；3、光纤；4、压力传感光栅；5、温度补偿光栅；6、外层保护壳；7、epe珍珠棉；8、铠装光缆。
具体实施方式
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。
参照图1-图3所示，一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，包括第一内层保护壳1、第二内层保护壳2、光纤3、压力传感光栅4和温度补偿光栅5，第一内层保护壳1为l形结构且包括一体成型的第一竖壳12和第一横壳11，第二内层保护壳2为l形结构且包括一体成型的第二竖壳22和第二横壳21，第一横壳11上设有第一通孔111，第二横壳21上均匀分布有多个第二通孔211，第一横壳11卡嵌在第二横壳21内，第一横壳11内的第一通孔111处设有v形弹扣，第一竖壳12上设有第一传感器孔，第二竖壳22上均设有第二传感器孔，第一传感器孔和第二传感器孔相对，光纤3从第一竖壳12的顶部伸入，穿过第一横壳11和第二横壳21，从第二竖壳22的顶部伸出，光纤3上设置压力传感光栅4和温度补偿光栅5，压力传感光栅4从第一传感器孔伸出并固定在承重梁左侧面，温度补偿光栅5从第二传感器孔伸出并固定在承重梁右侧面，压力传感光栅4和温度补偿光栅5位置相对，光纤3在第一竖壳12和第二竖壳22的外部进行铠装。
本实用新型中，压力传感光栅4和温度补偿光栅5感受矿用汽车承重梁的应变绝对值大小相等，方向相反，同时两者所处的温度场环境相同，因此温度对压力传感光栅4和温度补偿光栅5的影响一样。
在使用过程中，每辆矿用车辆上，设有4到6个适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，每一适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器安装在称重梁的侧面，所有本装置用铠装光缆8连接。
参照图1所示，由于第一横壳11上设有第一通孔111，第二横壳21上均匀分布有5到8个第二通孔211，第一横壳11卡嵌在第二横壳21内，第一横壳11内的第一通孔111处设有v形弹扣，为了固定v形弹扣，v形弹扣底部可以焊接在第一横壳内，使v形弹扣的弹扣可以弹出第一通孔111。使用过程中，可以伸缩第二横壳21，使第二横壳21上的任一第二通孔211与第一横壳11上的第一通孔111位置相对，并通过v形弹扣固定，使得本装置具有可伸缩的作用，从而调节本装置的长度，调节的长度由矿用车辆承重梁的尺寸而进行设定，第二横壳21上的不同的第二通孔211对应不同的长度，具体可根据所需不同的长度间隔单位要求进行设计。
本实用新型实施例中，本装置分别安装在矿用车辆的承重梁的4个应变点上，4个应变点均在承重梁的侧面，不直接与载重车厢接触，本装置在矿用车辆承重梁受到压力产生应变时，会将接收的信号通过铠装光缆8传输至光纤3光栅解调仪来解算波长的变化。
具体的，伸出的光纤3安装在有绝缘材料的金属套管中，金属套管直径与光纤3直径匹配，以保证信号的正常传输。另外，铠装光缆8长度不小于矿用车辆车身长度的两倍，具体长度根据本装置与光纤3光栅解调仪位置而定。
为了进一步加强防护效果，从而对进行多重防护，第一竖壳12和第二竖壳22的外侧均设有外层保护壳6。第一内层保护壳1、第二内层保护壳2、外层保护壳6为不锈钢材料制成。
另外，外层保护壳6和第一竖壳12间设有epe填充棉，外层保护壳6和第二竖壳22间设有epe填充棉，epe珍珠棉7填充物具有隔水防潮、防震、隔音、隔温、抗撞能力强等诸多优点，可保证本装置在矿用车辆行驶过程中不受飞石尘土和潮湿的损坏。
本实用新型实施例中，压力传感光栅4和温度补偿光栅5规格为cdkg1550nm，铠装光缆8型号为adss-24b1-at-300，第一内层保护壳1、第二内层保护壳2和外层保护壳6由302b不锈钢材料制成。
由于矿用车辆行驶的地理环境复杂，行驶过程中的飞石与泥土沙尘容易损坏本装置，因此压力传感光栅4和温度补偿光栅5需固定在承重梁左侧面或右侧面，保证本装置不容易受到损坏，避免影响测量数据的精准性。
优选的，为了进一步增强防护效果，压力传感光栅4通过光纤光栅胶黏剂粘在承重梁左侧面，温度补偿光栅5通过光纤光栅胶黏剂粘在承重梁右侧面。光纤光栅胶黏剂粘为热固化环氧树脂，光纤光栅胶黏剂型号为epotek353nd。
使用本装置时，当矿用车辆运输矿产时，车厢的重量会对矿用汽车承重梁产生压力，本装置在矿用车辆承重梁受到压力产生应变时，会监测到承重梁的应变信号并将通过铠装光缆8传输至光纤3光栅解调仪来解算波长的变化从而得到矿用车辆的载重量。再加之本装置在矿用车辆运输矿产时会受到飞石和尘土的影响，第一内层保护壳1、第二内层保护壳2和外层保护壳6会对本装置进行多重防护，避免本装置受到损坏从而延长本装置的使用寿命。
显然，上述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。
1.一种适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：包括第一内层保护壳、第二内层保护壳、光纤、压力传感光栅和温度补偿光栅，所述第一内层保护壳为l形结构且包括一体成型的第一竖壳和第一横壳，所述第二内层保护壳为l形结构且包括一体成型的第二竖壳和第二横壳，所述第一横壳上设有第一通孔，所述第二横壳上均匀分布有多个第二通孔，所述第一横壳卡嵌在所述第二横壳内，所述第一横壳内的所述第一通孔处设有v形弹扣，所述第一竖壳上设有第一传感器孔，所述第二竖壳上均设有第二传感器孔，所述光纤从所述第一竖壳的顶部伸入，穿过所述第一横壳和所述第二横壳，从所述第二竖壳的顶部伸出，所述光纤上设置压力传感光栅和温度补偿光栅，所述压力传感光栅从所述第一传感器孔伸出并固定在承重梁左侧面，所述温度补偿光栅从所述第二传感器孔伸出并固定在承重梁右侧面，所述压力传感光栅和所述温度补偿光栅位置相对，所述光纤在所述第一竖壳和所述第二竖壳的外部进行铠装。
2.根据权利要求1所述的适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：所述第一竖壳和所述第二竖壳的外侧均设有外层保护壳。
3.根据权利要求2所述的适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：所述外层保护壳和所述第一竖壳间设有epe填充棉，所述外层保护壳和所述第二竖壳间设有epe填充棉。
4.根据权利要求1所述的适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：所述第一竖壳和所述第一横壳连接处设有圆滑凹槽，所述第二竖壳和所述第二横壳连接处设有圆滑凹槽。
5.根据权利要求1所述的适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：所述压力传感光栅通过光纤光栅胶黏剂粘贴在承重梁左侧面，所述温度补偿光栅通过光纤光栅胶黏剂粘贴在承重梁右侧面。
6.根据权利要求5所述的适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：所述光纤光栅胶黏剂粘为热固化环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：所述第二横壳设有5到8个第二通孔。
8.根据权利要求1-7任一项所述的适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：所述第一内层保护壳、第二内层保护壳、外层保护壳为不锈钢材料制成。
9.根据权利要求1-7任一项所述的适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器，其特征在于：每辆矿用车辆上，设有4到6个所述适用于矿用车辆称重的光纤光栅传感器。
技术总结