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1、(10)申请公布号 CN 102388289 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102388289 A *CN102388289A* (21)申请号 200980158626.2 (22)申请日 2009.12.22 2002743 2009.04.10 NL G01B 11/16(2006.01) (71)申请人 荷兰能源建设基金中心 地址 荷兰佩滕 (72)发明人 TW韦布吕让 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 王琼 (54) 发明名称 用于测量应变的工具和方法 (57) 摘要 一种用于测量对象 (3) 的表面上的应变的装 置， 其包括载。
2、体 (5)， 所述载体 (5) 设有中央部分 (6) 和在所述中央部分 (6) 两侧布置的两个端部 部分(8)。 应变元件(10) 连接到所述载体(5)， 并 且设有应变传感器。用于测量应变的装置 (1) 包 括两个支撑脚(9)， 所述两个支撑脚(9)能够以一 距离间隔直接附接到所述对象 (3) 的表面上。所 述载体 (5) 的端部部分 (8) 在每种情况下都可拆 卸地连接到一个支撑脚 (9)。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.10.09 (86)PCT申请的申请数据 PCT/NL2009/050792 2009.12.22 (87)PCT申请的公布数据 WO2。
3、010/117260 EN 2010.10.14 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 6 页 CN 102388302 A1/2 页 2 1. 用于测量对象 (3) 的表面上的应变的装置， 包括 ： 载体 (5)， 其设有中央部分 (6) 和两个端部部分 (8)， 其中， 所述两个端部部分 (8) 布置 在所述中央部分 (6) 的两侧 ； 应变元件 (10)， 其连接到所述载体 (5) 并且设有应变传感器 (11)， 其中， 设置两个支撑脚 (9)， 所述支撑脚 (9) 能够以一距离间隔直接附接到所述对象。
4、 (3)的表面上， 并且所述载体(5)的端部部分(8)在每种情况下都可拆卸地连接到一个支撑 脚 (9)。 2. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 所述载体 (5) 具有由所述支撑脚 (9) 之间的直线确定的纵轴 (14)， 并且其中， 所述应 变元件(10)在两个附接位置处附接到所述载体(5)上， 以便形成大致平行于所述纵轴(14) 延伸的自由部分， 并且其中， 所述自由部分设有所述应变传感器 (11)。 3. 根据权利要求 2 所述的装置， 其特征在于， 一方面， 所述支撑脚之间的距离与另一方面， 所述载体的附接位置之间的距离之间的 比率在 1 到 2 的范围内或者小于 1。 4。
5、. 根据权利要求 2 或 3 所述的装置， 其特征在于， 所述支撑脚之间的距离大于 5cm， 优选大于 8cm， 例如为 10cm。 5. 根据权利要求 2-4 中的任意一项所述的装置， 其特征在于， 所述载体的附接位置之间的距离小于 7cm， 优选小于 6cm， 例如为 5cm。 6. 根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 其特征在于， 所述应变元件 (10) 设有温度传感器 (12)。 7. 根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 其特征在于， 所述载体 (5) 包括至少一个弹性部分 (7)， 其中， 所述至少一个弹性部分 (7) 布置在所 述载体 (5) 的中央部分 (6) 和端部。
6、部分 (8) 之间。 8. 根据权利要求 7 所述的装置， 其特征在于， 所述应变元件 (10) 的自由部分在预应力下布置在所述附接位置之间。 9. 根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 其特征在于， 所述载体设有监视元件 (13)， 用于监视所述应变元件 (10) 的正确操作。 10. 根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 其特征在于， 所述支撑脚(9)各具有垂直插脚(24)， 并且其中， 所述载体(5)的端部部分(8)各具有 相对于所述纵轴(14)大致横向地延伸的侧向接收槽(18)， 并且其中， 所述侧向接收槽(18) 能够接收所述垂直插脚 (24)， 并且其中， 覆盖元件 (27。
7、) 布置在各垂直插脚 (24) 上方， 并且 其中， 弹簧装置 (25) 在所述覆盖元件 (27) 的内侧和载体 (5) 之间被预加应力。 11. 根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 其特征在于， 所述支撑脚 (9) 各包括两个或更多个支撑脚部分 (44)， 所述两个或更多个支撑脚部分 (44) 各设有平坦的侧部 (42)， 并且所述载体 (5) 的端部部分 (8) 设有开口， 所述开口在所 述载体(5)的纵轴(14)的两侧上具有两个支撑表面(43)， 其中， 所述平坦的侧部(42)和支 撑表面 (43) 在使用过程中彼此相互支撑。 12. 根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 其特。
8、征在于， 所述应变元件(10)包括光学纤维(17)， 并且其中， 温度传感器(12)在需要时合并到所 权 利 要 求 书 CN 102388289 A CN 102388302 A2/2 页 3 述光学纤维 (17) 中。 13. 根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 其特征在于， 所述应变元件 (10) 包括电应变仪。 14. 根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 其特征在于， 所述支撑脚 (9) 各包括胶粘腔室 (21)， 所述胶粘腔室 (21) 形成于各支撑脚 (9) 的底 表面中， 并且其中， 各支撑脚 (9) 的底表面是大致环形的， 并且充满用于将所述各支撑脚 (9)的底表面。
9、附接到所述对象(3)的表面的第一种类型的胶， 并且其中， 所述胶粘腔室(21) 具有用于将所述支撑脚 (9) 附接到所述对象 (3) 的表面上的第二种类型的胶的供应开口 (22)。 15. 用于测量对象的表面上的应变的方法， 包括 ： 提供根据前述权利要求中的任意一项所述的装置， 将所述支撑脚以固定的距离间隔可移除地附接到附件上， 将已附接到附件的所述支撑脚固定到所述表面上， 移除所述附件， 将载体可移除地附接到所述已固定到所述表面的所述支撑脚， 校准所述载体的应变元件。 16. 根据权利要求 15 所述的用于测量对象的表面上的应变的方法， 其特征在于， 所述载体从所述支撑脚移除， 并且其中，。
10、 另一载体可移除地附接到所述支撑脚， 其中， 所述另一载体与所述载体大致一致， 并且其中， 所述另一载体已经被预先校准， 并且在所述 另一载体已经被可移除地附接到所述支撑脚上以后不再进行校准。 17. 根据权利要求 15 或 16 所述的方法， 其特征在于， 所述应变元件(11)包括使用固定材料紧固在所述载体(5)中的光学纤维(17)， 所述固 定材料基本上环绕所述光学纤维 (17)， 并且其中， 所述方法还包括在使用过程中， 通过测量所述光学纤维 (17) 的光学性能监 视所述光学纤维 (17) 和载体 (5) 之间的连接。 权 利 要 求 书 CN 102388289 A CN 10238。
11、8302 A1/8 页 4 用于测量应变的工具和方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于测量对象表面上的应变的装置， 所述装置包括 ： 0002 - 载体， 其设有中央部分和在中央部分两侧布置的两端部部分， 0003 - 应变元件， 其连接到所述载体上并且设有应变传感器。 背景技术 0004 EP1816432 公开了一种设有载体和光学纤维的光学应变仪， 其中， 所述光学纤维具 有应变传感器。所述载体具有沿着载体纵轴延伸的中央部分。在中央部分的两侧具有用于 附加到对象表面的附接表面的附接元件， 要对对象表面上的应变进行测量。所述光学纤维 布置成平行于附接元件之间的载体的纵轴。 所述光学纤维。
12、的应变传感器安置于中央部分的 位置。通过将光传输穿过光学纤维并且用应变传感器测量反射光的波长， 能够确定光学纤 维的应变。载体的附接表面固定地连接到测量对象的表面， 例如通过粘结或者点焊。 0005 WO97/15805 描述了一种基于光学纤维工作的应变仪。多个支撑脚附接到基板， 所 述基板又能够被附接到待测量表面。光学纤维缠绕在支撑脚上多圈， 并且牢固地支持在支 持器上。所述基板必须装配到待测量的表面以便使得基板记录待测量表面的应变。具有光 学纤维的支持器则被放置到支撑脚上面并且用力地向下压。 0006 应变仪是相对容易受损并且是易受故障影响的。在实践中， 应变仪必须定期修理 或者更换。 由。
13、于应变仪固定地连接到对象的表面， 所以伴随着所述应变仪的修理或更换， 应 变仪需要进行大量的质量控制程序和重新校准。 由于应变传感器的脆性和测量信号所需要 的精度与可靠性， 所述应变仪的修理或更换只能由具有专业技术知识的工作人员进行。如 果应变仪正用于风力涡轮机中， 还必须在特定风力条件下进行校准。应变仪的修理和更换 因而是费力的和费时的， 并且因而应变仪的维护成本相对较高。 0007 而且， 风力涡轮机所使用的技术取决于精确的载荷测量， 例如载荷 - 减小测量和 所谓条件 - 监视技术。在这些情况下， 能够得到可靠的应变测量值并且在发生故障时能够 快速且方便地更换应变仪是重要的。 发明内容 。
14、0008 本发明的目的在于提供一种用于测量对象表面上的应变的改进装置。 0009 根据本发明， 这个目的通过一种如下的用于测量对象表面应变的装置实现， 所述 装置包括载体， 所述载体设有中央部分和在中央部分两侧布置的两端部部分 ； 应变元件， 所 述应变元件连接到所述载体并且设有应变传感器 ； 以及两个支撑脚， 所述两个支撑脚能够 以一距离间隔直接附接到对象的表面， 所述载体的端部部分在每种情况下都可拆卸地连接 到一个支撑脚。 0010 在装配过程中， 首先， 所述支撑脚以预定的距离间隔附接到其应变待测的对象的 表面上。在对象中的应变由所述支撑脚的位置之间的对象表面的长度变化确定。因为所述 支。
15、撑脚直接装配到表面上， 所以能够进行非常直接且精确的测量。承载具有应变传感器的 说 明 书 CN 102388289 A CN 102388302 A2/8 页 5 应变元件的载体事先被校准。在所述支撑脚相对于彼此精确地定位在对象表面上后， 预先 校准的载体利用可拆卸的连接附接到所述支撑脚上。当第一次装配所述载体时， 由于所述 支撑脚位置的可能偏差， 通常还需要校准所述预先校准的载体。该偏差可能是由于在将支 撑脚附接到所述表面过程中对象中的预应力而引起的。随后， 所述载体能够用于测量对象 表面上的应变。 现在， 当所述应变传感器变得有缺陷时， 包括具有应变元件和应变传感器的 载体的整个单元经由。
16、可拆卸的连接用新的预先校准的载体更换。 由于所述支撑脚在对象的 相同位置中附接到表面上并且准确地知道所述支撑脚的位置， 所述新的载体不必针对所述 支撑脚的位置偏差而再次校准。在存在缺陷的情况下， 用于测量应变的装置的修理因此能 够容易且快速地进行。另外， 所述修理能够由定期维护工作人员进行。 0011 在一个实施例中， 所述载体具有由支撑脚之间的直线确定的纵轴， 并且所述应变 元件在两个附接位置附接到载体上以便形成大致平行于所述纵轴延伸的自由部分， 并且所 述自由部分设有应变传感器。 所述应变元件的自由部分在位于纵轴方向上以一距离间隔安 置的两个附接位置之间自由地或松弛地延伸。 所述自由部分例。
17、如部分地或完全地在所述载 体的中央部分上方延伸。 0012 在这种情况下， 一方面， 所述支撑脚之间的距离和另一方面， 所述载体的附接位置 之间的距离的比率可能在 1 到 2 的范围内。这个比率越大， 应变测量的灵敏性越佳， 即相同 的应变导致更大的测量结果。然而， 所述载体还可设计成， 一方面， 所述支撑脚之间的距离 和另一方面， 所述载体的附接位置之间的距离的比率小于1。 这可引起应变传感器中的应变 减小， 对其使用寿命是有利的。 0013 例如， 所述支撑脚之间的距离大于5cm， 优选大于8cm， 例如为10cm。 这样能够测量 整个所述尺寸上的平均应变。已知应变仪常常更小， 且只允许测。
18、量局部应变。为了获得上 述灵敏性， 所述载体的附接位置之间的距离在那种情况下例如小于 7cm， 优选小于 6cm， 例 如为 5cm。 0014 在一个实施例中， 所述应变元件设有温度传感器。所述温度传感器优选在几乎不 经历应变的位置附接到所述载体上。 所述温度传感器的测量值能够用于补偿由所述应变传 感器测量的、 因温度波动而引起的应变。如果所述应变元件设计为具有光学纤维的光学应 变元件， 所述温度传感器可以集成到所述光学纤维中。 0015 所述载体能够包括在载体的中央部分和端部部分之间布置的至少一个弹性部分。 当装配所述应变元件时， 通过挤压所述弹性部分且在该位置上将所述应变元件附接到端部 。
19、部分的附接位置， 所述应变元件的自由部分能够在预应力下布置在附接位置之间。还能够 在预应力下将所述载体附接到支撑脚。 结果， 所述自由部分能够测量应变和压力， 即正应变 和负应变。 另外， 当所述载体沿纵轴膨胀和压缩时， 所述载体的弹性部分减小施加在支撑脚 上的力。在这种情况下产生的位移后来基本上都被所述弹性部分吸收了。而且， 作为使用 弹性部分的结果， 如果存在疲劳载荷， 所述载体的中央部分几乎不遭受疲劳载荷， 这对所述 载体的使用寿命是有利的。 0016 在一个实施例中， 所述载体设有监视元件， 用于监视所述应变元件的正确操作。 所 述监视元件能够例如是远程操作的。在一个实施例中， 所述监。
20、视元件是加热元件。通过开 启所述加热元件， 在所述应变元件中产生应变。 使用这种加热元件， 所述应变元件的动作能 够容易地被远程检查。这是有利的， 以便能够探测应变元件的不能探测的故障。 说 明 书 CN 102388289 A CN 102388302 A3/8 页 6 0017 所述支撑脚能够各具有垂直插脚， 在所述载体的端部部分各具有相对于纵轴大致 横向延伸的侧向接收槽， 并且所述侧向接收槽能够接收所述垂直插脚， 并且覆盖元件布置 在每个垂直插脚上方， 弹簧装置在所述覆盖元件的内侧和载体之间被预加应力。所述载体 由所述弹簧装置抵靠所述支撑脚预加应力。 结果， 所述载体可靠地布置在支撑脚上。
21、， 同时所 述弹簧装置能够吸收任何冲击载荷以便保护容易受损的应变元件。然而， 所述可拆卸的连 接当然能够以不同的方式制成， 例如经由使用螺栓和螺母的连接。 0018 在一个实施例中， 所述支撑脚各包括两个或更多个支撑脚部分， 所述两个或更多 个支撑脚部分各设有平坦的侧部， 并且所述载体的端部部分设有开口， 所述开口在载体纵 轴的两侧上具有两个支撑表面， 其中， 在使用过程中， 所述平坦的侧部和支撑表面彼此相互 支撑。在这个实施例中， 所述装置以可操作的可靠且坚固的方式装配到对象上。 0019 在一个实施例中， 所述应变元件包括光学纤维。所述应变元件的应变传感器包括 例如所谓布拉格光栅(Brag。
22、g grating)。 这种应变元件具有长的使用寿命， 并且对电荷不敏 感。然而， 所述应变元件还能够包括电应变仪， 以代替光学应变仪。 0020 所述支撑脚能够各包括胶粘腔室 (gluing chamber)， 所述胶粘腔室形成在每个支 撑脚的底表面上， 每个支撑脚的底表面是大致环状的并且充满用于将每个支撑脚的底表面 附接到对象的表面上的第一种类型的胶， 并且所述胶粘腔室具有用于将所述支撑脚附接到 对象的表面上的第二种类型的胶的供应开口。 所述胶粘腔室设计成在每个支撑脚的底表面 处的中空空间。所述支撑脚首先利用第一种类型的胶附接到所述表面上， 所述第一种类型 的胶例如是快速硬化胶。所述第一种。
23、类型的胶保证所述支撑脚精确地定位。然后通过经由 所述供应开口供应第二种类型的胶而达到粘合连接的强度， 所述第二种类型的胶例如是慢 速硬化胶。所述第二种类型的胶例如更适于吸收应变。 0021 本发明还涉及一种用于测量对象表面上的应变的方法， 包括 ： 0022 - 提供上述装置， 0023 - 可能地预处理所述表面， 0024 - 将所述支撑脚以固定的距离间隔可移除地附接到附件上， 0025 - 将所述已附接到附件的支撑脚固定到所述表面上， 0026 - 移除所述附件， 0027 - 将第一载体可移除地附接到所述已固定到所述表面的支撑脚， 0028 - 校准所述第一载体的应变元件。 0029 所。
24、述第一载体的应变元件针对所述已附接的支撑脚之间的距离而进行校准。 0030 在这种情况下， 所述第一载体能够从所述支撑脚移除， 并且第二载体可移除地附 接到所述支撑脚， 所述第二载体与所述第一载体大致一致， 并且所述第二载体已被预先校 准， 并且在它已经可移除地附接到所述支撑脚上以后不再进行校准。如果所述第一载体变 得有缺陷， 所述第一载体能够由已经预先校准的第二载体更换。在所述第二载体已经被附 接后， 所述第二载体不再需要针对所述已经附接的支撑脚之间的距离而进行校准。 0031 在另一实施例中， 其中， 所述应变元件包括光学纤维， 所述光学纤维使用基本上环 绕所述光学纤维的固定材料紧固到所述。
25、载体中， 所述方法还包括在使用过程中通过测量所 述光学纤维的光学性能而监视所述光学纤维和载体之间的连接。 由于所述固定材料环绕所 述纤维的事实， 它影响所述光学纤维的光学性能， 结果能够探测偏差。 说 明 书 CN 102388289 A CN 102388302 A4/8 页 7 附图说明 0032 现在参照附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明。在附图中 ： 0033 图 1 显示用于测量对象表面上的应变的装置的透视图 ； 0034 图 2a 显示图 1 中所示装置的俯视图 ； 0035 图 2b 显示图 1 中所示装置的侧视图 ； 0036 图 2c 显示图 1 中所示装置的正视图 。
26、； 0037 图 3 显示沿图 2a 的 III-III 剖切的截面图 ； 0038 图 4 显示根据本发明的装置的第二实施例的俯视图 ； 0039 图 5 显示图 4 的实施例中所使用的支撑脚的透视图 ； 0040 图 6 显示图 4 的装置的正视图 ； 0041 图 7 显示根据本发明的装置的第三实施例的俯视图 ； 0042 图 8 显示根据本发明的装置的第四实施例的截面图 ； 0043 图 9 显示图 8 的实施例中所使用的支撑脚的透视图。 具体实施方式 0044 附图中所示的用于测量对象 3 的表面上的应变的装置 1 适用于不同的应用中。例 如， 装置 1 能够用于风力涡轮机的转子叶片。
27、的内表面上的应变测量。装置 1 包括载体 5， 应 变元件 10 和两个支撑脚 9， 两个支撑脚 9 直接附接到对象 3 的表面上。作为支撑脚 9 的位 置之间的对象 3 的表面上应变的结果， 支撑脚 9 的位置能够单独地或大致单独地移动。 0045 载体 5 具有纵轴 14。载体 5 包括中央部分 6、 两个弹性部分或弹簧部分 7 以及两 个端部部分 8。端部部分 8 安置于中央部分 6 的两侧， 同时弹性部分 7 安置于中央部分 6 和 端部部分 8 之间。在本示例性实施例中， 这些部分 6、 7、 8 形成为一个整体部分。中央部分 6 和端部部分 8 是大致刚性的。弹性部分 7 在纵轴 。
28、14 的方向上是稍微能够复原的。在本示 例性实施例中， 每个弹性部分 7 具有横向切口。 0046 应变元件 10 布置在载体 5 上。应变元件 10 能够设计成多种方式。例如， 应变元 件是电子应变元件， 其中， 对象上的应变利用应变元件 10 的电阻的变化确定。在本示例性 实施例中， 应变元件 10 设计为具有光学纤维 17 的光学应变元件。 0047 如图1和图2a非常清楚地显示的， 载体5具有槽形通道29， 光学纤维17大致容纳 在槽形通道 29 中。光学纤维 17 从第一连接片 15 延伸到第二连接片 16。连接片 15、 16 利 用垂直板 31 装配到载体 5 的端部部分 8 上。
29、。连接片 15、 16 能够连接到测量单元， 测量单元 设有光源和探测器 ( 未显示 )。在使用过程中， 光源发出经由第一连接片 15 穿过光学纤维 17 的光束。 0048 光学纤维 17 在至少两个附接位置 2 处局部地附接到载体 5 的端部部分 8 上， 例如 通过胶粘或用其他方法粘结。光学纤维 17 具有在这两个附接位置 2 之间自由地延伸的自 由部分。光学纤维 17 的自由部分大致平行于纵轴 14 地延伸穿过中央部分 6。光学纤维 17 的自由部分包括应变传感器 11。应变传感器 11 形成用于测量应变的测量范围。在本示例 性实施例中， 应变传感器 11 设计为所谓的布拉格光栅。布拉。
30、格光栅 11 所反射的光的波长 是用布拉格光栅 11 施加到光学纤维 17 的自由部分上的应变的量度。 说 明 书 CN 102388289 A CN 102388302 A5/8 页 8 0049 光学纤维 17 还局部地附接到位于载体 5 的一个端部部分 8 的外侧上的另一附接 地点 4 上， 例如通过胶粘或用其他方法粘结。端部部分 8 的外侧是从远离中央部分 6 的侧 部上的支撑脚 9 延伸的端部部分 8 的部分。在图 2a 中， 右手端部部分 8 的外侧安置于右手 支撑脚 9 的右边。端部部分 8 的外侧几乎不受到应变。 0050 局部地附接到端部部分 8 的外侧的光学纤维 17 的部。
31、分具有温度传感器 12。在本 示例性实施例中， 温度传感器 12 设计为布拉格光栅。由于温度传感器 12 安置在大致不受 到应变的位置， 温度传感器 12 的测量值能够用于补偿由应变传感器 11 所测量的因温度波 动而引起的应变。 0051 顺便地， 载体 5 能够设有监视元件 13， 监视元件 13 能够是远程控制的。利用这种 监视元件 13 能够从一定距离外测试应变元件 10 是否适当地运行。这使得能够防止应变元 件 10 的不能探测的故障。在应变元件 10 为设有布拉格反射器 11 的玻璃纤维的一部分的 形式的情况中， 监视元件 13 可以例如是在应变元件 10 的位置处加热中央部分 6。
32、 的加热元 件。作为局部加热的结果， 应变元件 10 膨胀， 应变元件 10 膨胀的影响必须是能够测量的。 替代地， 监视元件 13 可以例如在应变元件 10 上施加机械力。 0052 载体 5 可拆卸地连接到支撑脚 9。支撑脚 9 和载体 5 与支撑脚 9 之间的可拆卸的 连接能够用不同的方法形成。在本示例性实施例中， 支撑脚形成为支撑柱或支柱。支撑脚 9 各包括基部 20 和从基部 20 突出的垂直插脚 24。载体 5 具有相对于纵轴 14 大致横向地 布置的两个侧向接收槽 18。侧向接收槽 18 大致延伸直到纵轴 14。支撑脚 9 的垂直插脚 24 在各种情况下都能够分别容纳在载体 5 。
33、的侧向接收槽 18 中的一个中。 0053 在本示例性实施例中， 弹簧装置25被推压到各垂直插脚24上(见图3)， 且覆盖元 件 27 布置在各垂直插脚 24 上面。每个垂直插脚 24 具有相对于纵轴 14 大致横向延伸的贯 通开口。覆盖元件 27 各设有相应的贯通开口， 通过逆着弹簧装置 25 的动作而向下推压这 些覆盖元件 27， 所述相应的贯通开口能够与垂直插脚 24 的贯通开口对齐。明显地， 垂直插 脚24能够是管状的代替单个贯通开口， 在每个垂直插脚24中则存在两个对齐的开口。 0054 在垂直插脚 24 的开口和覆盖元件 27 的开口已经彼此相互对齐后， 锁定元件 26 能 够被推。
34、动穿过对齐的开口， 锁定元件 26 在本示例性实施例中由具有直的部分和弯曲的夹 持部分的弹性夹子形成。直的部分能够容纳在垂直插脚 24 的和覆盖元件 27 的开口中， 而 夹持部分能够以使夹子 26 侧向地固定的方式接合垂直插脚 24。 0055 通过逆着弹簧装置 25 的弹性动作而向下推压覆盖元件 27， 弹簧装置 25 在覆盖元 件 27 的内侧和载体 5 之间被预加应力。载体 5 由此向下推压支撑脚 9。载体 5 能够通过将 载体 5 推压到垂直插脚 24 上并且利用覆盖元件 27 和夹子 26 锁定它们而容易且快速地连 接到支撑脚 9 上。载体 5 能够通过移除夹子 26 和覆盖元件 。
35、27 并且将载体 5 推离支撑脚 9 的垂直插脚 24 而以简单的方式拆卸。 0056 虽然载体 5 的弹性部分 7 能够被省掉， 弹性部分 7 提供了许多优点。当沿着纵轴 14 延伸和压缩载体 5 时， 载体 5 的弹性部分 7 减小施加到支撑脚 9 上的力。在这个过程中 所施加的力最后几乎都被弹性部分7吸收。 此外， 由于弹性部分7， 如果存在疲劳载荷， 载体 5 几乎不遭受疲劳载荷， 这对载体 5 的使用寿命是有利的。由于弹性部分 7， 在光学纤维 17 附接到载体 5 的端部部分之前， 还能够在光学纤维 17 的自由部分上应用预应力。光学纤维 17 的预加应力的自由部分则能够测量应变和。
36、压力。 说 明 书 CN 102388289 A CN 102388302 A6/8 页 9 0057 在图 4 中以俯视图所示的本发明的第二实施例中， 能够减小载体 5 的总长度。在 本实施例中， 支撑脚 9 的单个垂直插脚 24 用两个支撑脚部分 44 取代。图 5 是包括从基部 20 大致以直角突出的两个支撑脚部分 44 的支撑脚 9 的透视图 ( 参见根据图 1-3 的实施例 中的单个垂直插脚24)。 每个支撑脚部分44设置在具有平坦侧部42的至少一侧上， 在相对 侧上具有附接开口45。 在所示实施例中， 支撑脚部分44是方形结构的， 但可替代地， 还能够 设计成被弄平坦的圆柱形的形式。
37、。 0058 如图 4 所示， 载体 5 的每个端部部分 8 设有支撑脚部分 44 插入其中的开口。端部 部分 8 中的开口形成多个支撑表面 43， 支撑脚部分 44 的平坦侧部 42 在使用过程中支撑在 支撑表面 43 上。因为现在支撑脚 9 和载体 5 在使用过程中利用平坦侧部 42 和支撑表面 43( 这导致比具有圆柱形接触表面的根据图 1-3 的实施例更大的表面 ) 相对于彼此相互固 定， 本实施例提供更好的抵抗扭曲等的抗性， 结果能够更可靠地进行测量。 0059 在本实施例中， 支撑脚 9 的支撑脚部分 44 在纵轴 14 的两侧上相对于应变元件 10 对称地布置。由于在支撑脚部分 。
38、44 之间存在开口的事实， 纤维 17 能够沿着纵轴 14 延伸更 长的距离， 并且能够以弯曲的方式延伸而端部部分 8 的尺寸变得更小。这样， 载体 5 的总长 度能够更小， 而应变元件 10 的长度保持不变， 因而得到可能更紧凑的结构。 0060 如图 6 的正视图所已经显示的， 支撑脚 9 例如利用螺栓 46 附接到载体 5 上， 螺栓 46 接合附接开口 45。在该附图中还能够清楚地看到， 在本实施例中， 应变元件 10 定位在两 个支撑脚部分 44 之间的对称面 41 中。 0061 在图4所示的实施例中， 槽形通道29具有不同于图1-3中的实施例的槽形通道29 的形状， 特别是在中央。
39、部分 6 中。这能够使中央部分 6 更小， 导致需要更少的材料， 并且对 制造成本是有利的。 0062 在另一实施例中， 装置 1 设有大致平行于应变元件 10 的第二应变元件 10 。 0063 图 7 显示第一变型， 其中， 应变元件 10 和第二应变元件 10 大致平行于对象 3 的 表面， 也就是说， 应变元件 10 和 10 在平行于对象 3 的表面的平面中。如所例示的， 第二应 变元件 10 还利用辅助附接位置 2 固定在端部部分 8 中。由于第二应变元件 10 不是安 置在纵轴 14 上， 而是平行于纵轴 14， 因而能够测量对象 3 的表面中的转动 ( 绕纵轴 14)， 这 是。
40、应为在那种情况下， 在应变元件 10 中和第二应变元件 10 中产生不同的应变。 0064 图 8 以截面的方式显示第二变型， 其中， 应变元件 10 和第二应变元件 10 安置于 支撑脚部分 44 的中间， 但二者距离对象的表面不同的距离。应变元件 10 和第二应变元件 10 再次大致平行于对象的表面， 并且在与对象 3 的表面成直角的平面中。这个实施例还能 够视为根据图 1-3 中的实施例的两个装置 1 的组合， 其中， 两个装置 1 在应变元件 10 和第 二应变元件 10 之间一个放置在另一个上方一定距离处。由于应变元件 10 中的应变和第 二应变元件 10 中的应变不同的事实， 利用。
41、这个变型能够测量对象 3 的表面中的弯曲。 0065 在图 8 所示的变型中， 该实施例使用更长的支撑脚部分 44， 更长的支撑脚部分 44 分别设有两个附接开口 45， 两个附接开口 45 在各种情况下都使用两个螺栓 46 固定到端部 部分 8 中， 如根据图 9 的透视图所示的那样。由于这种类型的附接， 应变元件 10 和第二应 变元件 10 在本实施例中恰好固定在它们的位置中， 因而使所述装置在使用过程中是可靠 的。 0066 其他实施例也是可能的， 其中， 例如组合根据图 7 和图 8 的实施例， 则实际上具有 说 明 书 CN 102388289 A CN 102388302 A7/。
42、8 页 10 三个应变元件 10、 10 。还可设想应变元件 10 和第二应变元件 10 不相互平行而是彼此成 一角度的变型。利用这些实施例还能够确定对象 3 的表面的复杂变形。 0067 在本发明的另一实施例中， 纤维 17 在附接位置 2、 2 的位置处可设有分开的布拉 格光栅。这使得能够监视在使用过程中纤维 17 的附接 ( 粘结 ) 在附接位置 2 处是否仍然 完整 ( 即， 当装置 1 放置在对象 3 上时， 结果， 如果存在的话， 装置 1 在许多情况下几乎不可 接近 )。一般来说， 载体 5 中的光学纤维 5 利用基本上环绕光学纤维 17( 在纤维 17 的周缘 上 ) 的固定材。
43、料固定。由于围绕纤维 17 的固定材料 ( 例如， 胶 ) 影响该纤维 17 的光学性 能， 能够在使用过程中探测局部偏差 ( 例如， 固定材料的部分脱离 )。 0068 为了布置装置 1 以测量对象 3 的表面上的应变， 可使用下述方法。必要时， 对象 3 的表面首先被预处理。在预处理过程中， 对象 3 的表面例如变成适用于在单个平面中容纳 支撑脚 9。此后， 支撑脚 9 利用附件直接附接到所述表面上。 0069 所述附件设计成， 使得支撑脚 9 以预定的距离间隔附接到对象 3 的表面上。所述 附件是大致刚性的假载体 (dummy carrier)。所述附件包括用于相对于彼此而对支撑脚 9 。
44、定位的装置。在根据附图中所示的示例性实施例中， 所述附件可设有用于容纳与载体 5 的 尺寸相同的支撑脚的侧向接收槽。支撑脚 9 以一固定的距离间隔布置在附件中， 然后能够 附接到对象 3 的表面上。 0070 能够以不同的方式影响将已附接到附件的支撑脚 9 固定到对象 3 的表面上。在本 示例性实施例中， 支撑脚9使用两种不同类型的胶粘结到对象的表面上。 每个支撑脚9的基 部 20 具有能够附接到对象 3 的表面上的底表面。在基部 20 的底表面上设置胶粘腔室 21， 从而基部 20 的其余底表面是环形的 ( 见图 3)。胶粘腔室 21 具有用于胶的供应开口 22 和 释放开口 23。 007。
45、1 环形底表面能够经由快速硬化胶胶粘到对象 3 的表面。支撑脚 9 例如使用这种快 速硬化胶在 2-4 分钟内固定， 例如在 3 分钟内固定。随后， 能够经由供应开口 22 提供胶粘 腔室 21 中的慢速硬化胶。慢速硬化胶例如在超过 6 小时的时间中硬化， 例如在 10 小时中 硬化。所述慢速硬化胶比快速硬化胶更好地适合吸收应变， 但快速硬化胶能够在对象 3 的 表面上精确地定位。 0072 在支撑脚 9 已经被牢固且可靠地固定在对象 3 的表面上以后， 预先校准的载体 5， 即具有预先校准的应变元件 10 的载体 5， 可拆卸地连接到支撑脚 9。在本实施例中， 可拆卸 的连接由夹子 26 和。
46、覆盖元件 27 形成。此外， 常常必需对于利用附件附接的支撑脚 9 的定 位的可能偏差而校准预先校准的载体 5。这种偏差可能是在支撑脚 3 固定到表面的过程中 对象 3 中的预应力导致的结果。载体 5 现在能够用于测量对象 3 的表面上的应变。 0073 当载体 5 的应变元件 10 变得有缺陷时， 具有有缺陷的应变元件 10 的载体 5 被整 个地移除， 并用具有预先校准的应变元件 10 的新的载体 5 更换。新的载体 5 不必对于利用 附件附接的支撑脚 9 的定位中的可能偏差再次进行校准。这样， 更换是简单且快速的。新 的载体 5 再次可拆卸地连接到支撑脚 9。 0074 在校准的背景中，。
47、 一般使用术语增益和偏移。 在本示例性实施例中， 增益由应变传 感器的波长变化量和应变变化量之间的比率确定。 偏移形成由支撑脚9之间的距离、 载体5 上的附接位置之间的距离以及光学纤维 17 与载体 5 的粘性粘结所确定的零点迁移。增益 和偏移因载体 5 上的附接位置之间的距离和光学纤维 17 与载体 5 的粘性粘结而能够事先 说 明 书 CN 102388289 A CN 102388302 A8/8 页 11 确定。因而能够事先校准载体 5。作为支撑脚 9 之间的距离的结果， 偏移仅能现场进行确 定。通常地， 这仅必须进行一次。当第二载体 5 被装配时， 该偏移是已知的。顺便地， 在新 的。
48、、 第二载体 5 已被装配后必需再次确定所述偏移。 0075 本发明不局限于附图中所示的示例性实施例。 本领域普通技术人员能够做出落入 本发明的保护范围内的各种改型。例如， 可拆卸的连接还能够利用螺栓 / 螺母连接实现， 或 者在制造风力涡轮机的转子叶片的过程中通过叠压支撑脚实现。 说 明 书 CN 102388289 A CN 102388302 A1/6 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 102388289 A CN 102388302 A2/6 页 13 图 2a 图 2b 说 明 书 附 图 CN 102388289 A CN 102388302 A3/6 页 14 图 2c 图 3 说 明 书 附 图 CN 102388289 A CN 102388302 A4/6 页 15 图 4 说 明 书 附 图 CN 102388289 A CN 102388302 A5/6 页 16 图 7 说 明 书 附 图 CN 102388289 A CN 102388302 A6/6 页 17 说 明 书 附 图 CN 102388289 A 。