CN101762247B - 一种光纤光栅位移传感器 - Google Patents
一种光纤光栅位移传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101762247B CN101762247B CN2010101061305A CN201010106130A CN101762247B CN 101762247 B CN101762247 B CN 101762247B CN 2010101061305 A CN2010101061305 A CN 2010101061305A CN 201010106130 A CN201010106130 A CN 201010106130A CN 101762247 B CN101762247 B CN 101762247B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gear
- displacement
- grating
- fiber gratings
- fiber grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
本发明披露了一种光纤光栅位移传感器。该光纤光栅位移传感器包括外壳和置于壳内的角位移变换装置以及光栅感应装置，所述角位移变换装置包括轮毂1、齿轮2、齿轮3、齿轮4、齿轮5、轮毂6以及连接杆15和驱动发条12；其中，齿轮3和齿轮4同轴并同步转动，齿轮5和轮毂6同轴并同步转动；同时，轮毂1接收外部传递的输入位移量，并通过连接杆15以及齿轮2、3、4和5传动使轮毂6转动，产生输出位移量。光栅感应装置通过光栅波长漂移测量可得到位移量的大小。本发明提供了一种抗电磁干扰、体积小、安装方便、精度高、量程大并且量程连续可调的一种光纤光栅位移传感器，非常适合狭小空间安装及大量程使用需要。
Description
技术领域
本发明涉及光纤光栅传感技术领域，尤其涉及一种光纤光栅位移传感器。
背景技术
已有的光纤光栅位移传感器一般是将光纤光栅固定于各种梁如悬臂梁、等强度梁等以及记忆金属等弹性粱上，或将光纤光栅通过探杆、弹簧或拉线连接，位移量使弹性粱产生弯曲以及探杆或拉线的伸缩来使光纤光栅受到的应力发生变化，从而使光栅受力而波长产生相应变化，再通过测量光纤光栅的波长变化来获得位移量的大小。
这些种类传感器具有精度较高、抗电磁干扰、可以进行分布测量等优点。缺点在于：安装要求高，量程短(一般小于200mm)，体积较大，很难满足狭小空间安装及大量程需要。
发明内容
本发明为了克服上述现有光纤光栅位移传感器存在的缺点，提出一种体积小、安装方便、精度高、量程大并且量程连续可调的一种光纤光栅位移传感器。
本发明提供了一种光纤光栅位移传感器。该传感器包括外壳和置于壳内的角位移变换装置以及光栅感应装置，所述角位移变换装置包括多个齿轮或轮毂以及传动件，所述光栅感应装置包括两个光纤光栅以及设置两个光纤光栅的弹性粱；
其中，所述角位移变换装置接收外部传递的输入位移量并由多个齿轮或轮毂以及传动件进行配合以缩减为输出位移量；
该输出位移量使光栅感应装置的弹性粱发生形变，并使两个光纤光栅也伴随发生形变；
然后检测两个光纤光栅形变而发生的波长漂移并进行计算得到输入位移量。
上述角位移变换装置包括轮毂1、齿轮2、齿轮3、齿轮4、齿轮5、轮毂6以及连接杆15和驱动发条12；其中，齿轮2固定不动，齿轮3和齿轮4同轴并同步转动，齿轮5和轮毂6同轴并同步转动；
同时，轮毂1接收外部传递的输入位移量，并在驱动发条12的辅助下，使轮毂1发生转动；
轮毂1转动通过连接杆15使齿轮3沿齿轮2转动并带动齿轮4发生转动；
齿轮4转动带动齿轮5转动并促使轮毂6转动，产生输出位移量。
光纤光栅位移测量方法首先设置两个光纤光栅于弹性梁上，包括如下步骤：
步骤1：接收外部传递的输入位移量，进行角位移变换并缩减为输出位移量；
步骤2：弹性梁在输出位移量的作用下发生形变，并使两个光纤光栅同步发生形变；
步骤3：通过检测两个光纤光栅的形变所造成的波长漂移，可消除温度交叉敏感并可计算得到输入位移量。
上述弹性粱为悬臂梁。
上述光纤光栅采用军用胶J133进行粘贴并固化在所述弹性粱上。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种体积小、安装方便、精度高、量程大并且量程连续克调的一种光纤光栅位移传感器，非常适合狭小空间安装及大量程需要。
附图说明
下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：
图1是本发明的装置结构图。
具体实施方式
为了解决位移传感器抗干扰性差、安装要求高，量程短(一般小于200mm)，体积较大，很难满足狭小空间安装及大量程需要的问题，本发明提供了一种光纤光栅位移传感器。接下来具体说明该传感器。
图1示出本发明的装置结构图。如图1所示，该光纤光栅位移传感器包括外壳13和置于壳13内的角位移变换装置以及光栅感应装置。
上述角位移变换装置包括多个齿轮或轮毂以及传动件，其中，上述角位移变换装置包括轮毂1、齿轮2、齿轮3、齿轮4、齿轮5、轮毂6以及连接杆15和驱动发条12。
其中，齿轮2固定不动，齿轮3和齿轮4同轴并同步转动，齿轮5和轮毂6同轴并同步转动；同时，轮毂1接收外部传递的输入位移量，并在驱动发条12的辅助下，使轮毂1发生转动；轮毂1转动通过连接杆15使齿轮3沿齿轮2转动并带动齿轮4发生转动；齿轮4转动带动齿轮5转动并促使轮毂6转动，产生输出位移量。
上述光栅感应装置包括光纤光栅8和光纤光栅9以及弹性梁10。
上述两个光纤光栅对称设置在弹性粱的上下表面上。
上述弹性梁10和轮毂5通过牵拉钢丝7进行连接。
对称设置在弹性粱上，可保证两个光纤光栅受温度的影响几乎相同；加之，弹性粱一般采用金属材料，其传热性更好，通过对两个光纤光栅受温度的影响而发生的偏移进行相减，温度的影响对测量结果来说可以忽略不计。
其工作的过程可总括为：
所述角位移变换装置接收外部传递的输入位移量并由多个齿轮或轮毂以及传动件进行配合以缩减为输出位移量；
该输出位移量使光栅感应装置的弹性粱发生形变，并使两个光纤光栅也伴随发生形变；
然后检测两个光纤光栅形变而发生的波长漂移并进行计算得到输入位移量。
接下来，说明角位移转换时的问题。
角位移转换装置的传动比可根据实际需要灵活设计，这也是该传感器量程连续可调的原因。
以上对本发明的具体描述旨在说明具体实施方案的实现方式，不能理解为是对本发明的限制。本领域普通技术人员在本发明的教导下，可以在详述的实施方案的基础上做出各种变体，这些变体均应包含在本发明的构思之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限制。
Claims (3)
1.一种光纤光栅位移传感器，包括外壳和置于壳内的角位移变换装置以及光栅感应装置，其特征在于：
所述角位移变换装置包括第一轮毂(1)、第一齿轮(2)、第二齿轮(3)、第三齿轮(4)、第四齿轮(5)、第二轮毂(6)以及连接杆(15)和驱动发条(12)；其中，第一齿轮(2)固定不动，第二齿轮(3)和第三齿轮(4)同轴并同步转动，第四齿轮(5)和第二轮毂(6)同轴并同步转动；
同时，第一轮毂(1)接收外部传递的输入位移量，并在驱动发条(12)的辅助下，使第一轮毂(1)发生转动；
第一轮毂(1)转动通过连接杆(15)使第二齿轮(3)沿第一齿轮(2)转动，连接杆(15)带动第三齿轮(4)发生转动；
第三齿轮(4)转动带动第四齿轮(5)转动并促使第二轮毂(6)转动，产生输出位移量；该输出位移量使光栅感应装置的弹性粱发生形变，并使两个光纤光栅也伴随发生形变；所述两个光纤光栅对称设置在弹性粱的上下表面上；
然后检测两个光纤光栅形变而发生的波长漂移并进行计算得到输入位移量。
2.如权利要求1所述的位移传感器，其特征在于：
所述两个光纤光栅设置在弹性粱上时采用如下处理步骤：
步骤a：把两个光纤光栅放置在弹性粱上，并给两个光纤光栅一个在第一阈值和第二阈值之间的预应力；
步骤b：接着对两个光纤光栅进行粘贴并固化，并在该过程中用光谱仪检测波形。
3.如权利要求2所述的位移传感器，其特征在于：
所述两个光纤光栅采用军用胶J133进行粘贴并固化在所述弹性梁上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101061305A CN101762247B (zh) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 一种光纤光栅位移传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101061305A CN101762247B (zh) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 一种光纤光栅位移传感器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101762247A CN101762247A (zh) | 2010-06-30 |
| CN101762247B true CN101762247B (zh) | 2012-03-21 |
Family
ID=42493550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010101061305A Expired - Fee Related CN101762247B (zh) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 一种光纤光栅位移传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101762247B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102878937A (zh) * | 2012-09-29 | 2013-01-16 | 无锡市政设计研究院有限公司 | 光纤光栅位移转角一体化传感器 |
| CN103644847B (zh) * | 2013-11-25 | 2016-05-11 | 昆明理工大学 | 一种基于齿轮旋转式光纤Bragg光栅位移传感器及其使用方法 |
| CN103673898B (zh) * | 2013-12-11 | 2016-05-11 | 昆明理工大学 | 一种基于齿轮旋转式光纤Bragg光栅大位移传感器的使用方法 |
| CN106840042A (zh) * | 2015-12-04 | 2017-06-13 | 中国航空工业第六八研究所 | 一种基于光纤光栅的角位移传感器 |
| CN105716535B (zh) * | 2016-03-15 | 2018-09-21 | 北京信息科技大学 | 一种用于测试薄试件应变的传感器组桥方式 |
| CN105758323B (zh) * | 2016-03-15 | 2018-09-07 | 北京信息科技大学 | 一种基于fbg传感器测试薄试件应变的方法 |
| CN109556524A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-02 | 中国矿业大学 | 基于光纤光栅技术的裂缝宽度监测系统及方法 |
| CN111473733A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-31 | 珠海任驰光电科技有限公司 | 一种超大量程光纤光栅位移传感器及测量方法 |
| CN114923419B (zh) * | 2022-05-05 | 2024-02-27 | 西安应用光学研究所 | 一种基于空间光路的自校准光栅定位装置及标定方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201666785U (zh) * | 2010-01-19 | 2010-12-08 | 山东科技大学 | 一种新型光纤光栅位移传感器 |
-
2010
- 2010-01-19 CN CN2010101061305A patent/CN101762247B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201666785U (zh) * | 2010-01-19 | 2010-12-08 | 山东科技大学 | 一种新型光纤光栅位移传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101762247A (zh) | 2010-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101762247B (zh) | 一种光纤光栅位移传感器 | |
| CN201844820U (zh) | 双悬臂梁式光纤Bragg光栅位移传感器 | |
| CN203772475U (zh) | 联接件的预紧力的测量装置 | |
| CN110127078B (zh) | 直升机桨叶结构应变-挠度-弯矩状态的光纤监测方法 | |
| EP3012180B1 (en) | Device for measuring the chain force in a bicycle | |
| CN103837341B (zh) | 通过变接触刚度测试获取摩擦片齿部周向载荷分布的方法 | |
| CN103698063A (zh) | 一种风力发电机组叶片载荷测量装置及其测量方法 | |
| CN103383246A (zh) | 一种高灵敏度光纤光栅应变传感器 | |
| CN102901593A (zh) | 一种基于双l型梁的光纤光栅土压力传感器 | |
| CN103673898A (zh) | 一种基于齿轮旋转式光纤Bragg光栅大位移传感器及其使用方法 | |
| CN204165528U (zh) | 一种基于圆光栅的角度测量器 | |
| CN202092621U (zh) | 拉线位移传感器 | |
| CN1726343A (zh) | 风力涡轮机叶片的承载设备 | |
| CN2938025Y (zh) | 光纤光栅位移计 | |
| CN202511764U (zh) | 一种高灵敏度光纤光栅应变传感器 | |
| CN104198098A (zh) | 基于光电码盘信号相位差的转矩测量传感器及测量方法 | |
| CN104198096A (zh) | 用于高温高压环境下的光纤光栅压力传感器及制作方法 | |
| CN106353249A (zh) | 基于光纤光栅的瞬态滑动摩擦系数的测量装置及方法 | |
| CN103644847A (zh) | 一种基于齿轮旋转式光纤Bragg光栅位移传感器及其使用方法 | |
| CN102175137B (zh) | 测量构件微小变形的引伸计 | |
| CN201666785U (zh) | 一种新型光纤光栅位移传感器 | |
| CN101324497A (zh) | 一种挠性板总成轴向疲劳的试验方法 | |
| CN103822609B (zh) | 一种双套筒式光纤Bragg光栅沉降仪 | |
| CN202485696U (zh) | 一种圆柱形微弯调制器及包括该调制器的光纤微弯传感器 | |
| CN106769840A (zh) | 基于光纤光栅的滚动接触点瞬态横向摩擦系数的测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120321 Termination date: 20130119 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |