本发明涉及传感器，具体为一种单根光纤传感器。
背景技术：
1、单根光纤传感器通过单根光纤可实现信号的发射与信号的接收，因此能减少光纤设置，光纤光栅传感器为常见的单根光纤传感器，光纤光栅传感器通过光纤传播的光波强度、相位、偏频率态等物理量的变化，使光栅中心波长发生变化，由此反映被测结构的各物理量变化，如温度、应变等。
2、光栅通常较为脆弱，因此光栅通常会进行封装处理，封装时，需要将光栅置于基体内部，从而实现对光栅的保护，而基体的设置，可通过基体的形变放大光栅栅距的变形，使光纤光栅传感器对微小应变更加敏感，提高传感器的灵敏度，在进行光栅的封装时，具备光栅的光纤两端需要基体固定，而光栅则位于基体内部，通常的固定方式有两种，分别为胶粘与焊接，胶粘通常采用环氧树脂对光纤进行固定，由于光纤通常用于对桥梁、电力系统等结构的健康监测，因此光纤传感器会处于高温环境中，从而导致环氧树脂氧化变形，导致光栅栅距改变而影响光纤传感器的检测精度，而在对桥梁进行健康监测时，桥梁通常会在热涨冷缩下产生较大的形变，导致环氧树脂在往复形变产生的应力作用下脱胶损坏，导致传感器的使用寿命降低，而桥梁健康监测需要长时间进行，光纤传感器的使用寿命会影响到检测数据的准确性，在采用焊接封装时，虽然金属的氧化生锈速度比环氧树脂的老化速度慢，但光栅元件表面包覆的金属始终无法避免氧化生锈，而在进行桥梁健康监测时，户外环境较为恶劣，会加速金属的氧化速度，导致光纤传感器的使用寿命降低，专利申请号为cn202011174752.1的专利公开了一种光栅的全玻璃封装装置及封装方法，该发明中光纤采用与光纤相同的玻璃材质进行封装，在采用与光纤相同材质的玻璃进行封装时，由于玻璃与其他物质的粘结性较低，为此在往复变形的应力下也容易脱落，为此在桥梁健康监测时无法承受频繁的应力变化，从而导致光纤传感器的使用寿命降低。
3、为此，为了在单根光纤传感器对频繁产生应力变化的物体监测时，保证单根光纤传感器的使用寿命，提出一种单根光纤传感器。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种单根光纤传感器，为了解决单根光纤传感器在频繁产生应力变化的物体监测时，单根光纤传感器使用寿命降低的问题，通过采用夹板夹持固定光纤，在基体变形时通过摩擦力带动光纤进行伸缩，既能避免材料老化、氧化造成的光栅变形的问题，也能避免固定材料在往复应力造成的脱胶的问题，从而提高了单根光纤传感器使用寿命，保证单根光纤传感器检测数据的准确性。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种单根光纤传感器，包括处理单元、光纤、光栅、基体、保护筒，所述基体上对称设有两个安装座，所述安装座上环形布置有多个夹板，所述光纤套设在安装座内部，所述光栅刻制在光纤上，两个所述安装座共同安装有保护筒，所述光栅位于保护筒内部，所述安装座内部设有锁紧组件与调节组件，所述锁紧组件用于驱动多个夹板夹持光纤，所述调节组件用于调节夹板位置对夹板夹持后的光纤进行拉伸。
4、通过锁紧组件带动多个夹板夹持光纤，以此使光栅能稳定固定在基体中，并可跟随基体进行伸缩运动，从而保证光栅的稳定变形，以此改变光栅栅格距离，从而实现对被测物体变形量的测量，通过锁紧组件为光纤与夹板提供压力，以此保持夹板与光纤之间的摩擦力，使基体变形带动安装座移动时，避免光纤与夹板之间产生相对位移而导致光栅无法进行伸缩，以此保证光纤传感器测量的准确性，而该方式通过摩擦力对光栅进行固定，以此避免材料老化、氧化造成的光栅变形的问题，摩擦力持续保持，相对与玻璃固定的方式，能避免往复应力造成的脱胶的问题，从而有效提高光纤传感器的使用寿命，而调节组件的设置，可在光栅进行固定时，保证光栅的平直，以此保证光栅的测量精度。
5、优选的，所述锁紧组件包括工作槽、滑块、滑槽、动力块、锁扣，所述工作槽开设在安装座内部，所述工作槽为等边六边形状，所述工作槽内部设有6个滑块，所述滑块设为等腰梯形状，且滑块上底长度加斜边长度之和等于工作槽侧面长度，相邻所述滑块斜边对应侧面与下底边对应侧面滑动连接，且滑块另一个斜边对应侧面与工作槽侧面贴合，所述安装座与多个滑块滑动连接的任一侧面上开设有滑槽，所述安装座上滑动安装动力块，位于滑槽处的滑块与动力块连接，所述夹板数量与滑块数量相等，且分别设置在多个滑块上，所述动力块与安装座之间连接有锁扣。
6、通过滑块驱动多个夹板夹持光纤，以此实现对光栅的固定，而该固定方式对光纤产生均匀挤压力，以此避免光纤受局部挤压而造成光纤变形，影响光纤对光的传导，从而保证光纤传感器的检测精度，而动力块可驱动多个滑块移动，调节多个滑块之间间隙的宽度，因此能使夹板夹持不同宽度的光纤，从而提高该基体的适应性，可实现对不同宽度光纤的固定，而通过锁扣使动力块与安装座相互固定，以此使基体产生变形时，夹板可跟随基体作伸缩运动，从而带动光栅变形，从而可对测量物体的形变量进行检测。
7、优选的，所述夹板设为弧形状，所述滑块下底边对应侧面上滑动安装有连接块，所述夹板铰接安装在连接块上。
8、通过将夹板设为弧形状，以此增加夹板与光纤的接触面积，使光纤受到的压力更为均匀，从而避免光纤受局部挤压而造成光纤变形，影响光纤对光的传导，从而保证光纤传感器的检测精度，而滑块移动的方式为水平移动，而夹板安装方式为铰接的方式，因此在滑块移动时，夹板会随着滑块的移动产生转动，且夹板通过连接块在滑块上滑动，最终贴合在光纤上，以此在夹持不同光纤时，均能有效增加夹板与光纤的接触面积，使光纤受到的压力更为均匀，从而进一步避免光纤受局部挤压而造成光纤变形，影响光纤对光的传导。
9、优选的，所述调节组件包括调节块、螺杆、调节杆、齿轮组，所述工作槽内部沿光栅轴向方向滑动安装有调节块，所述安装座上转动安装有螺杆与调节杆，所述螺杆与调节块螺纹连接，所述调节杆通过齿轮组与螺杆连接，所述齿轮组传动比10:1-20:1。
10、通过在工作槽内部滑动安装调节块，通过螺杆的转动推动，以此推动多个滑块在工作槽内部沿光纤轴向方向移动，从而拉伸光纤，保持光纤的平直，从而保证光纤传感器检测的准确性，而齿轮组的设置，且齿轮组传动比10:1-20:1，可使调节杆转动时，可减缓螺杆的转动速度，而螺杆与调节块之间螺纹连接，因此螺杆转动一圈调节块移动一个螺距，因此通过调节块与螺杆的螺纹连接，以及通过齿轮组使螺杆与调节杆连接，使得人们在拉伸光纤时，可缓慢对光纤进行拉伸，以此避免光纤在快速拉伸时因拉伸过量而损坏光栅。
11、优选的，所述动力块与安装座之间连接有预紧弹簧，所述预紧弹簧轴线方向与第一方向夹角为120°-150°，所述预紧弹簧与调节块分别设置在动力块两侧。
12、通过预紧弹簧的设置，可使锁扣未锁紧动力块时，仍可为光纤与夹板之间提供摩擦力，从而在光纤完全拉伸时，由于此时光纤与夹板之间的压力由预紧弹簧提供，此时光纤与夹板之间的摩擦力较小，因此光纤拉伸过量时，可使光纤与夹板产生相对滑动，以此避免光纤在拉伸时，不需要观察显示器，也可避免光纤拉伸过量，造成光栅损坏的问题，以此在进行光栅安装时更为方便，而预紧弹簧与动力块倾斜设置，且预紧弹簧弹力沿光纤轴向的分力朝向螺杆，从而通过预紧弹簧的作用，推动多个滑块以及螺杆，从而消除螺杆的螺纹间隙，从而避免动力块在锁紧滑块时，因螺杆螺纹间隙的存在而滑动，导致光栅被挤压而导致光栅的栅距减小，从而导致光纤传感器的测量精度降低。
13、优选的，所述锁扣包括锁槽、锥形块、拉杆、紧固弹簧、锁杆、锁销、卡槽、自锁块、凹槽，所述锁槽开设在动力块上，所述锁槽为具备斜面的直角三角形槽，所述锁槽沿动力块边缘沿第一方向朝动力块中心倾斜，且斜面背对第一方向，所述安装座上滑动安装有锥形块，所述拉杆套设在安装座上，且拉杆通过紧固弹簧与锥形块连接，所述安装座上滑动安装有锁杆，所述锁杆一端与锥形块贴合，且另一端与斜面相互配合，所述拉杆上设有锁销，所述安装座上设有与锁销配合的卡槽，所述安装座位于螺杆上方弹性连接有自锁块，所述自锁块与锥形块相互配合，所述自锁块上设有与螺杆配合的凹槽。
14、锁扣通过锥形块推动锁杆与锁槽的配合，以此挤压动力块向锁紧方向移动，从而对光纤进行锁紧，而锥形块在移动时，推动自锁块向下移动，从而增加螺杆的摩擦力，以此锁紧锁杆，而锁槽由动力块中心沿第一方向朝动力块边缘倾斜，可使锁扣在锁紧动力块时，动力块可向螺杆一侧移动，以此挤压调节块，从而能增加螺杆与安装座、调节块的摩擦力，进一步增加螺杆的摩擦力，防止螺杆因震动而转动，导致滑块位置改变影响检测精度，通过使动力块向螺杆方向移动，能避免在操作锁扣时，因震动导致滑块向远离螺杆方向移动，从而导致滑块仍可在工作槽内部沿光纤轴向移动，从而避免影响光纤传感器的检测精度，而通过紧固弹簧使拉杆与锥形块连接，实现对动力块的无级锁紧，且还能避免刚性紧固造成的松动，因此能起到防松作用，且还能避免刚性连接对光纤产生过大的挤压力度，造成光纤变形损坏的问题。
15、优选的，所述锁扣包括锁槽、锥形块、拉杆、紧固弹簧、锁杆、锁销、卡槽、自锁块、凹槽，所述锁槽开设在动力块上，所述锁槽为具备斜面的直角三角形槽，所述锁槽沿动力块边缘沿第一方向朝动力块中心倾斜，且斜面背对第一方向，所述安装座上滑动安装有锥形块，所述拉杆套设在安装座上，且拉杆通过紧固弹簧与锥形块连接，所述安装座上滑动安装有锁杆，所述锁杆一端与锥形块贴合，且另一端与斜面相互配合，所述拉杆上设有锁销，所述安装座上设有与锁销配合的卡槽。
16、通过拉动拉杆，依靠锥形块挤压锁杆，使锁杆移动与锁槽配合，随后将锁销卡入卡槽中，即可完成对动力块的锁紧，而锁杆与锁槽配合时，可挤压动力块向工作槽侧壁移动，以此带动滑块消除与工作槽之间的安装间隙，能防止滑块因安装间隙的存在而滑动，导致光栅拉伸或收缩影响光纤传感器的检测精度。
17、优选的，所述斜面倾斜角度设为6.5°-8.5°。
18、通过斜面倾斜角度设为6.5°-8.5°，可使锁杆在与锁槽配合后，能产生自锁，使得锁杆不会因震动过大而移动，以此能起到更好的锁紧效果，以此避免锁杆移动造成动力块松动，而导致光纤位置移动影响光纤传感器的检测精度。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
20、1、通过设置具备多个滑块的锁紧组件，依靠滑块带动多个夹板夹持光纤，以此使光栅能稳定固定在基体中，并可跟随基体变形进行伸缩运动，从而保证光栅的稳定变形，以此改变光栅栅格距离，从而实现对被测物体变形量的测量，而该方式通过摩擦力对光栅进行固定，以此避免材料老化、氧化造成的光栅变形的问题，而摩擦力持续保持，相对与玻璃固定的方式，能避免往复应力造成的脱胶的问题。
21、2、通过设置具备螺杆的调节组件，通过调节滑块的位置，从而对夹板夹持后的光栅进行拉伸，以此保证光栅的平直，以此保证光纤传感器的测量精度，调节组件内设有减速齿轮组，使得人们在拉伸光纤时，可缓慢对光纤进行拉伸，以此避免光纤在快速拉伸时因拉伸过量而损坏光栅，从而对光栅进行保护。
22、3、通过预紧弹簧的设置，可在完全对光纤进行固定时，为夹板与关键之间提供较小摩擦力，使调节组件在拉伸光纤时，当光纤被拉伸过量会与夹板产生相对滑动，因此不需要观察显示器，也可避免光纤拉伸过量，造成光栅损坏的问题，使得光栅的安装更为方便，而预紧弹簧还可消除螺杆的螺纹间隙，避免滑块因螺杆螺纹间隙的存在而滑动，导致光栅被挤压而导致光栅的栅距减小，从而导致光纤传感器的测量精度降低的问题。
1.一种单根光纤传感器，其特征在于，包括处理单元、光纤(1)、光栅(2)、基体(3)、保护筒(4)，所述基体(3)上对称设有两个安装座(5)，所述安装座(5)上环形布置有多个夹板(6)，所述光纤(1)套设在安装座(5)内部，所述光栅(2)刻制在光纤(1)上，两个所述安装座(5)共同安装有保护筒(4)，所述光栅(2)位于保护筒(4)内部，所述安装座(5)内部设有锁紧组件(7)与调节组件(8)，所述锁紧组件(7)用于驱动多个夹板(6)夹持光纤(1)，所述调节组件(8)用于调节夹板(6)位置对夹板(6)夹持后的光纤(1)进行拉伸。
2.根据权利要求1所述的一种单根光纤传感器，其特征在于：所述锁紧组件(7)包括工作槽(71)、滑块(72)、滑槽(73)、动力块(74)、锁扣(75)，所述工作槽(71)开设在安装座(5)内部，所述工作槽(71)为等边六边形状，所述工作槽(71)内部滑动安装有6个滑块(72)，所述滑块(72)设为等腰梯形状，且滑块(72)上底长度加斜边长度之和等于工作槽(71)侧面长度，相邻所述滑块(72)斜边对应侧面与下底边对应侧面滑动连接，且滑块(72)另一个斜边对应侧面与工作槽(71)侧面贴合，所述安装座(5)与多个滑块(72)滑动连接的任一侧面上开设有滑槽(73)，所述安装座(5)上滑动安装动力块(74)，位于滑槽(73)处的滑块(72)与动力块(74)连接，所述夹板(6)数量与滑块(72)数量相等，且分别设置在多个滑块(72)上，所述动力块(74)与安装座(5)共同安装有锁扣(75)。
3.根据权利要求2所述的一种单根光纤传感器，其特征在于：所述夹板(6)设为弧形状，所述滑块(72)下底边对应侧面上滑动安装有连接块(9)，所述夹板(6)铰接安装在连接块(9)上。
4.根据权利要求2所述的一种单根光纤传感器，其特征在于：所述调节组件(8)包括调节块(81)、螺杆(82)、调节杆(83)、齿轮组(84)，所述工作槽(71)内部沿光栅(2)轴向方向滑动安装有调节块(81)，所述安装座(5)上转动安装有螺杆(82)与调节杆(83)，所述螺杆(82)与调节块(81)螺纹连接，所述调节杆(83)通过齿轮组(84)与螺杆(82)连接，所述齿轮组(84)传动比10:1-20:1。
5.根据权利要求4所述的一种单根光纤传感器，其特征在于：所述动力块(74)与安装座(5)之间连接有预紧弹簧(10)，所述预紧弹簧(10)轴线方向与第一方向夹角为120°-150°，所述预紧弹簧(10)与调节块(81)分别设置在动力块(74)两侧。
6.根据权利要求5所述的一种单根光纤传感器，其特征在于：所述锁扣(75)包括锁槽(751)、锥形块(752)、拉杆(753)、紧固弹簧(754)、锁杆(755)、锁销(756)、卡槽(757)、自锁块(758)、凹槽(759)，所述锁槽(751)开设在动力块(74)上，所述锁槽(751)为具备斜面(7511)的直角三角形槽，所述锁槽(751)沿动力块(74)边缘沿第一方向朝动力块(74)中心倾斜，且斜面(7511)背对第一方向，所述安装座(5)上滑动安装有锥形块(752)，所述拉杆(753)套设在安装座(5)上，且拉杆(753)通过紧固弹簧(754)与锥形块(752)连接，所述安装座(5)上滑动安装有锁杆(755)，所述锁杆(755)一端与锥形块(752)贴合，且另一端与斜面(7511)相互配合，所述拉杆(753)上设有锁销(756)，所述安装座(5)上设有与锁销(756)配合的卡槽(757)，所述安装座(5)位于螺杆(82)上方弹性连接有自锁块(758)，所述自锁块(758)与锥形块(752)相互配合，所述自锁块(758)上设有与螺杆(82)配合的凹槽(759)。
7.根据权利要求5所述的一种单根光纤传感器，其特征在于：所述锁扣(75)包括锁槽(751)、锥形块(752)、拉杆(753)、紧固弹簧(754)、锁杆(755)、锁销(756)、卡槽(757)、自锁块(758)、凹槽(759)，所述锁槽(751)开设在动力块(74)上，所述锁槽(751)为具备斜面(7511)的直角三角形槽，所述锁槽(751)沿动力块(74)边缘沿第一方向朝动力块(74)中心倾斜，且斜面(7511)背对第一方向，所述安装座(5)上滑动安装有锥形块(752)，所述拉杆(753)套设在安装座(5)上，且拉杆(753)通过紧固弹簧(754)与锥形块(752)连接，所述安装座(5)上滑动安装有锁杆(755)，所述锁杆(755)一端与锥形块(752)贴合，且另一端与斜面(7511)相互配合，所述拉杆(753)上设有锁销(756)，所述安装座(5)上设有与锁销(756)配合的卡槽(757)。
8.根据权利要求6或7所述的一种单根光纤传感器，其特征在于：所述斜面(7511)倾斜角度设为6.5°-8.5°。
