CN116990858A - 一种光纤光栅检波器限位装置及光纤光栅检波器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光纤检测技术领域，提供一种光纤光栅检波器限位装置及光纤光栅检波器，光纤光栅检波器限位装置包括：第一限位柱，穿设在第一通孔和第二通孔内，顶部突出第二通孔，振子的活动距离在第一预设范围内，限制振子运动；止推卡箍，设置在第一通孔和第二通孔内，套设在第一限位柱上，包括面向第二通孔的锥面，且锥面抵接在第二通孔的下沿；锁紧螺母，设置在第一通孔内，套设在第一限位柱上，旋紧在第一通孔内。通过设置第一限位柱能够可靠的限制振子的振动幅度，保证光纤光栅检波器不受损害。另外，使用光纤光栅检波器限位装置能够使得振子与第一限位柱之间的间隙能够准确量化，保证了限位间隙的准确性，为光纤光栅检波器的一致性提供保证。

Description

一种光纤光栅检波器限位装置及光纤光栅检波器

技术领域

本申请涉及光纤检测技术领域，尤其涉及一种光纤光栅检波器限位装置及光纤光栅检波器。

背景技术

光纤光栅检波器是利用光纤光栅对应外界变化敏感，其输出光参量随地震波信号发生改变的原理，通过探测光参量的变化从而探测地震波形。由于其频带宽、灵敏度高、不受电磁干扰等优点，已经在多个领域得到应用，如用于矿山、岩石、铁路和油井等环境的振动检测。光纤光栅检波器工作原理是内部的质量块通过惯性原理感知到外界振动信号，带动光纤感知元件（光栅或分布式反馈激光器，Distributed Feedback Laser，DFB）产生形变，再利用光纤传感原理解调出振动信号，由于光栅是一种很脆弱的器件，当质量块感知到较大的冲击时，光栅极易被拉断，从而损伤光纤光栅检波器，降低光纤光栅检波器的使用寿命。

发明内容

本申请提供了一种光纤光栅检波器限位装置及光纤光栅检波器，以解决因光栅损坏降低光纤光栅检波器使用寿命的技术问题。

本申请第一方面提供一种光纤光栅检波器限位装置，安装在光纤光栅检波器上，光纤光栅检波器包括振子和传感器支架，传感器支架的底部设有第一台阶孔，第一台阶孔自下向上依次包括第一通孔和第二通孔，第一通孔的直径大于第二通孔的直径，光纤光栅检波器限位装置包括：第一限位柱，穿设在第一通孔和第二通孔内，且第一限位柱的顶部突出第二通孔，振子到第一限位柱的顶部之间的活动距离在第一预设范围内，以限制振子运动；止推卡箍，设置在第一通孔和第二通孔内，套设在第一限位柱上，止推卡箍包括面向第二通孔的锥面，且锥面抵接在第二通孔的下沿；其中，锥面的顶端外径小于第二通孔的直径，锥面的底端外径小于第一通孔的直径；锁紧螺母，设置在第一通孔内，套设在第一限位柱上，锁紧螺母的上壁面贴合在止推卡箍的下壁面，锁紧螺母设有外螺纹，第一通孔设有内螺纹，锁紧螺母旋紧在第一通孔内。

在一种可实现的方式中，止推卡箍自下向上依次包括圆柱部和锥体部，圆柱部设置在第一通孔内，锥体部设置在第一通孔和第二通孔内，锥面位于锥体部。

在一种可实现的方式中，止推卡箍设有第一缺口，第一缺口沿止推卡箍的轴向贯穿圆柱部和锥体部。

在一种可实现的方式中，第一限位柱内设有轴向延伸的螺纹孔。

本申请第二方面提供另一种光纤光栅检波器限位装置，安装在光纤光栅检波器上，光纤光栅检波器包括振子和传感器支架，传感器支架的顶部设有安装孔，光纤光栅检波器限位装置包括：限位固定环，设置在安装孔内，限位固定环设有台阶孔和第二缺口；台阶孔包括位于安装孔外的第三通孔和位于安装孔内的第四通孔，第三通孔的直径大于第四通孔的直径；第二限位柱，设置在限位固定环内，第二限位柱包括柱身和悬臂；其中，柱身包括位于悬臂上方的第一柱身和位于悬臂下方的第二柱身；第一柱身位于安装孔外，第二柱身位于安装孔内，悬臂穿过第二缺口，并位于振子上方，振子到悬臂之间的活动距离在第二预设范围内；止推卡箍，位于第三通孔和第四通孔内，套设在第一柱身上；止推卡箍包括面向第四通孔的锥面，且锥面抵接在第四通孔的上沿；其中，锥面的顶端的外径小于第四通孔的直径，锥面的底端的外径小于第三通孔的直径；锁紧螺母，设置在第三通孔内，套设在第一柱身上，锁紧螺母的上壁面贴合在止推卡箍的下壁面，锁紧螺母设有外螺纹，第三通孔设有内螺纹，锁紧螺母旋紧在第三通孔内。

在一种可实现的方式中，止推卡箍自下向上依次包括圆柱部和锥体部，圆柱部设置在第三通孔内，锥体部设置在第三通孔和第四通孔内，锥面位于锥体部；止推卡箍设有第一缺口，第一缺口沿止推卡箍的轴向贯穿圆柱部和锥体部。

在一种可实现的方式中，第一柱身和第二柱身内设有轴向延伸的螺纹孔；或第一柱身内设有轴向延伸的螺纹孔。

在一种可实现的方式中，限位固定环包括相连接的第一环体和第二环体，第一环体设置在安装孔外，且内部设有第三通孔，第二环体设置在安装孔内，且内部设有第四通孔，第二环体设有外螺纹，与安装孔螺纹连接。

在一种可实现的方式中，第二缺口沿限位固定环的轴向贯穿第一环体和第二环体。

本申请第三方面提供一种光纤光栅检波器，包括第一方面或第二方面的光纤光栅检波器限位装置、传感器支架、光纤光栅和振子；光纤光栅的两端连接在传感器支架上，且振子与光纤光栅相连，振子在外界环境产生振动时产生振动，以使光纤光栅拉伸或收缩；光纤光栅检波器限位装置安装在传感器支架上，以限制振子的位移。

本申请提供的光纤光栅检波器限位装置及光纤光栅检波器，限位装置通过设置第一限位柱、止推卡箍、锁紧螺母，并使三者相互配合，能够可靠的限制光纤光栅检波器中振子的振动幅度，保证光纤光栅检波器不受损害，保证光纤光栅检波器的使用寿命。另外，使用光纤光栅检波器限位装置能够使得振子与第一限位柱之间的间隙能够准确量化，保证了限位间隙的准确性，为光纤光栅检波器的一致性提供保证。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种光纤光栅检波器的结构示意图；

图2是图1在A处的局部放大图；

图3是本申请实施例提供的第一台阶孔的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的止推卡箍的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的锁紧螺母的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种光纤光栅检波器的结构示意图；

图7是图6在B处的局部放大图；

图8是本申请实施例提供的限位固定环的结构示意图；

图9是图8在C-C方向的剖视图；

图10是本申请实施例提供的第二限位柱的结构示意图。

图示标记：10、光纤光栅检波器限位装置；11、第一限位柱；12、止推卡箍；121、圆柱部；122、锥体部；123、第一缺口；13、锁紧螺母；14、限位固定环；141、第二台阶孔；1411、第三通孔；1412、第四通孔；142、第二缺口；143、第一环体；144、第二环体；15、第二限位柱；151、第一柱身；152、第二柱身；153、悬臂；20、光纤光栅检波器；21、传感器支架；211、第一台阶孔；2111、第一通孔；2112、第二通孔；212、安装孔；22、光纤光栅；23、振子。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例，都属于本申请的保护范围。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”、“内”、“外”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

光纤光栅检波器是利用光纤对应外界变化的敏感特性来检测外界的环境变化。在外界环形产生变化，例如矿山、油井等环境振动时，光纤光栅检波器中的振子会随着外界的环境振动而产生振动，进而带动光纤光栅一同振动。而在振动的过程中，如果外界振动较为剧烈，振子的振幅也会相应较大，极易扯断光纤光栅，导致光纤光栅损坏，进而导致光纤光栅检波器损坏。

为解决上述技术问题，本申请提供一种光纤光栅检波器限位装置，通过设置限位部件，能够可靠的限制光纤光栅检波器中振子的振动幅度，保证光纤光栅检波器不受损害。

图1是本申请实施例提供的一种光纤光栅检波器的结构示意图。

图2是图1在A处的局部放大图。

参见图1和图2，本申请实施例提供的光纤光栅检波器限位装置10可以安装在光纤光栅检波器20上。光纤光栅检波器20包括传感器支架21、光纤光栅22和振子23，传感器支架21的底部设有第一台阶孔211，第一台阶孔211自下向上依次包括第一通孔2111和第二通孔2112，第一通孔2111的直径大于第二通孔2112的直径。

具体地，光纤光栅检波器20中，振子23可移动的设置在传感器支架21上。在外界环境产生振动时，振子23会随着外界环境的变化而产生运动，从而带动与其连接的光纤光栅22一同运动。

以本申请实施例提供的图1所示为例，振子23在静止的情况下，振子23与传感器支架21之间存在一定的距离。振子23的运动可以包括向上运动，还可以包括向下运动，还可以包括其他方向的运动，例如斜向下运动，斜向上运动等。

随着振子23向下运动，振子23与传感器支架21之间的距离不断减小，光纤光栅22处于拉伸状态。在振子23向上运动过程中，光纤光栅22处于收缩状态。其中，振子23向上运动是朝向远离传感器支架21的方向运动，振子23向下运动是朝向靠近传感器支架21的方向运动。

图3是本申请实施例提供的第一台阶孔的结构示意图。

参见图2和图3，第一台阶孔211可以为倒T型孔，第一通孔2111设置在第二通孔2112下方。也就是说，在传感器支架21的底部开设第一台阶孔211时，可以先开设直径相对较大的第一通孔2111，接下来在第一通孔2111的上沿开设直径小于第一通孔2111的第二通孔2112。可以理解为，传感器支架21的底部包括上壁面和下壁面，第一通孔2111的下沿位于传感器支架21底部的下壁面，第二通孔2112的上沿位于传感器支架21底部的上壁面。

光纤光栅检波器限位装置10包括第一限位柱11、止推卡箍12和锁紧螺母13。

第一限位柱11穿设在第一通孔2111和第二通孔2112内，且第一限位柱11的顶部突出第二通孔2112，振子23到第一限位柱11的顶部之间的活动距离在第一预设范围内，以限制振子23运动。

具体地，第一限位柱11的顶部突出第二通孔2112的上沿，且振子23到第一限位柱11的顶部之间的活动距离在第一预设范围内。这样，缩小了振子23与传感器支架21之间的距离，从而减小振子23向下振动的距离，进而减小振子23的振幅。避免因振子23振幅较大而损坏光纤光栅22。

可以理解的是，振子23向下移动过程中，不断拉动光纤光栅22。随着振子23向下移动的距离逐渐增大，光纤光栅22被拉伸的长度也逐渐增大，从而造成光纤光栅22被损伤的可能性也逐渐增大。因此，可以通过限制振子23向下移动的距离起到保护光纤光栅22的目的。在振子23静止状态下，振子23与传感器支架21上壁面之间的距离可以定义为第一距离，在振子23向下移动至最大距离时，光纤光栅22处于极限状态。可以理解的是，如果振子23从初始位置运动至最大距离处，光纤光栅22处于极限状态，再继续运动，从最大距离运动至第一距离位置处，光纤光栅22可能出现损坏。为了避免振子23运动距离过大而导致光纤光栅22损坏，将振子23的活动范围控制在第一预设范围内，从而保证振子23在第一预设范围内活动时，光纤光栅22不会处于极限状态。因此，保证了光纤光栅22的使用寿命。其中，初始位置是指外界环境无振动产生的情况下，振子23处于静止状态下的位置。

在一些具体的实施例中，第一限位柱11可以为圆柱形结构，内部设有沿轴向延伸的螺纹孔，从而通过具有螺纹结构的杆件调节第一限位柱11突出第二通孔2112的高度。

止推卡箍12设置在第一通孔2111和第二通孔2112内，套设在第一限位柱11上。止推卡箍12包括面向第二通孔2112的锥面，且锥面抵接在第二通孔2112的下沿。其中，锥面的顶端的外径小于第二通孔2112的直径，锥面的底端的外径小于第一通孔2111的直径。

具体地，止推卡箍12套设在第一限位柱11上。也就是说，止推卡箍12的内部设有通孔，且该通孔的直径大于或等于第一限位柱11的外径。

止推卡箍12的锥面面向第二通孔2112，并抵接在第二通孔2112的下沿。也就是说，锥面的顶端位于第二通孔2112内，锥面的底端位于第一通孔2111内。并且，位于第二通孔2112内的止推卡箍12的外径，沿着第二通孔2112的上沿向第二通孔2112的下沿的方向延伸的过程中，外径是不断增大的。位于第一通孔2111内的止推卡箍12的外径，沿着第二通孔2112的下沿向第一通孔2111的下沿的方向延伸的过程中，外径也是不断增大的。可以理解的是，止推卡箍12是正置在第一台阶孔211内。其中，正置为正向放置，正向放置是指止推卡箍12平稳的放置状态，可以理解为将止推卡箍12相对较大尺寸的一端放置在桌面或平面时的状态。

图4是本申请实施例提供的止推卡箍的结构示意图。

参见图4，止推卡箍12自下向上包括圆柱部121和锥体部122，圆柱部121设置在第一通孔2111内，锥体部122设置在第一通孔2111和第二通孔2112内，锥面位于锥体部122。

具体地，锥体部122的顶端也就是锥面的顶端，位于第二通孔2112内，锥体部122的底端也就是锥面的底端位于第一通孔2111内。从而使得锥面抵接在第二通孔2112的下沿。

其中，止推卡箍12自下向上的方向指的是将止推卡箍12正向放置时的方向。可以理解为，将止推卡箍12放置在桌面时，自下向上包括圆柱部121和锥体部122。

继续参见图4，止推卡箍12设有第一缺口123，第一缺口123沿着止推卡箍12的轴向贯穿圆柱部121和锥体部122。

具体地，第一缺口123沿轴向贯穿设置，便于调节止推卡箍12的内径尺寸，在第一缺口123的径向尺寸减小时，止推卡箍12的内径减小，与第一限位柱11之间的贴合更紧密，从而便于锁紧第一限位柱11。第一缺口123的径向尺寸增大时，止推卡箍12的内径增大，与第一限位柱11之间的贴合较松。

图5是本申请实施例提供的锁紧螺母的结构示意图。

参见图1和图5，锁紧螺母13设置在第一通孔2111内，并套设在第一限位柱11上。也就是说，锁紧螺母13的内部也设有通孔，该通孔的直径大于或等于第一限位柱11的外径，从而更好的套设在第一限位柱11上。锁紧螺母13的上壁面贴合在止推卡箍12的下壁面，锁紧螺母13设有外螺纹，第一通孔2111内设有内螺纹，锁紧螺母13旋紧在第一通孔2111内。

具体地，锁紧螺母13的上壁面与止推卡箍12的下壁面贴合在一起，并通过螺纹与传感器支架21连接，使锁紧螺母13旋紧在第一通孔2111内。随着锁紧螺母13不断旋紧在第一通孔2111内，锁紧螺母13不断朝向止推卡箍12方向旋动，进而不断减小与止推卡箍12之间的距离。随着锁紧螺母13与止推卡箍12贴合在一起，锁紧螺母13继续旋动时，会带动止推卡箍12朝向第二通孔2112方向运动，而止推卡箍12的锥面卡在第二通孔2112的下沿。此时，第二通孔2112的下沿会对止推卡箍12产生反作用力，反向推动止推卡箍12，由于第一缺口123的存在，反作用力会使第一缺口123的径向尺寸减小，从而使得止推卡箍12的内径减小，直至锁紧螺母13被旋紧在第一通孔2111内。此时，止推卡箍12会紧紧夹住第一限位柱11，限制第一限位柱11产生轴向位移，进而保证第一限位柱11不会沿轴向窜动。

可以理解的是，图5中，锁紧螺母13沿径向对称设有两个豁口，通过豁口，便于旋紧锁紧螺母13。

这样，通过设置第一限位柱11、止推卡箍12、锁紧螺母13，并使三者相互配合，能够可靠的限制光纤光栅检波器20中振子23的振动幅度，保证光纤光栅22不受损害，保证光纤光栅检波器20的使用寿命。另外，使用光纤光栅检波器限位装置10能够使得振子23与第一限位柱11之间的间隙能够准确量化，保证了限位间隙的准确性，为光纤光栅检波器20的一致性提供保证。

为便于对本申请实施例提供的光纤光栅检波器限位装置10更好的理解，下面对安装和调试光纤光栅检波器限位装置10进行介绍。

采用调节装置对光纤光栅检波器限位装置10进行预设高度的调节。调节装置包括手动位移平台，连接支架，连接螺杆及连接螺母。连接支架安装在手动位移平台上，手动位移平台为高精密移动平移滑台，连接支架与连接螺杆通过螺母连接，连接螺杆与第一限位柱11螺纹连接。位移平台上开设有安装孔，用于将连接螺杆固定在位移平台。另外，位移平台上还开设有安装螺孔，用于将位移平台固定在光学平台上。连接螺杆可以为柱状杆件，例如为圆柱体也可为其他柱体，两端设有连接螺纹，可分别与第一限位柱11的内螺纹和连接螺母相配，连接螺母可为标准螺母件，且连接螺杆可以穿过止推卡箍12和锁紧螺母13内孔。

将光纤光栅检波器20通过固定夹具固定好，夹具安装在光学平台上，光纤光栅检波器20连接解调仪，手动位移平台调整好与光纤光栅检波器20之间相对位置，然后固定安装于光学平台上。连接支架安装固定在手动位移平台上，第一限位柱11通过螺纹孔与连接螺杆连接，止推卡箍12套设于连接螺杆上，止推卡箍12的小端朝向第一限位柱11。锁紧螺母13套设于连接螺杆上，连接螺杆另一端通过螺母螺接于连接支架。此时记录光纤光栅检波器20的波长，轻微转动手动位移平台旋钮，使第一限位柱11穿过第二通孔2112与振子23接触，观察光纤光栅检波器20的波长是否发生变化。波长未发生变时，反向旋转手动位移平台旋钮，旋转至所需刻度，旋转手动位移平台上的锁紧旋钮，锁紧位移平台，此时保证了连接螺杆固定静止不动，从而使得第一限位柱11位置不发生变化，把止推卡箍12套设在第一限位柱11上，拧紧锁紧螺母13。此时可以轻轻压动振子23，观察波长变化是否在限位以内，然后拆卸下连接螺杆的连接螺母，再从第一限位柱11上拆下连接螺杆，安装完毕。

需要强调的是，在整个安装第一限位柱11的过程中，由于连接螺杆是固定状态，而第一限位柱11与连接螺杆之间是螺纹连接，因此，第一限位柱11在与连接螺杆连接之后并不会产生轴向或者径向的位置变化，因此在第一限位柱11安装完成之后，可以通过调节装置可以将振子23与第一限位柱11之间的距离限制在微米量级，有效保证限位装置的安装准确性，因此，也解决了现有的限位装置无法实现微米量级距离调节的问题。

在具体实现中，光纤光栅检波器20的灵敏度可以为100pm/g，为防止大的冲击，避免受到大于5g加速度的冲击，根据光纤光栅检波器20的结构计算出振子23位移不得超过6μm，因此，第一限位柱11与振子23下表面间隙可以为6μm，也即第一预设范围是0-6μm。

图6是本申请实施例提供的另一种光纤光栅检波器限位装置。

图7是图6在B处的放大图。

参见图6和图7，光纤光栅检波器20包括振子23和传感器支架21，传感器支架21的顶部设置有安装孔212。光纤光栅检波器限位装置10包括限位固定环14、第二限位柱15、止推卡箍12和锁紧螺母13。

具体地，光纤光栅检波器20中，振子23向上运动时拉动光纤光栅22，光纤光栅22处于拉伸状态，振子23向下运动时，光纤光栅22处于收缩状态，因此，限制振子23向上运动的振幅，可以有效避免光纤光栅22被拉断。

限位固定环14设置在安装孔212内，通过安装孔212，将限位固定环14连接在传感器支架21上。

图8是本申请实施例提供的限位固定环的结构示意图。

图9是图8在C-C方向的剖视图。

参见图8和图9，限位固定环14设有第二台阶孔141和第二缺口142，第二台阶孔141用于安装第二限位柱15、止推卡箍12和锁紧螺母13。第二台阶孔141包括位于安装孔212外的第三通孔1411和位于安装孔212内的第四通孔1412。其中，第三通孔1411的直径大于第四通孔1412的直径，第二台阶孔141可以为正T型孔。

具体地，限位固定环14包括相连接的第一环体143和第二环体144，第一环体143设置在安装孔212外，内部设置有第三通孔1411，第二环体144设置在安装孔212内，内部设置有第四通孔1412。可以将第一环体143和第二环体144理解为同轴设置的两个尺寸不同的环体结构，其中，尺寸不同可以指内径不同、外径不同。

其中，第二环体144的外壁设有外螺纹，安装孔212内设有内螺纹，第二环体144通过螺纹旋紧在安装孔212内，以使限位固定环14安装在传感器支架21上。

在一些实施例中，第二缺口142沿限位固定环14的轴向贯穿第一环体143和第二环体144。也就是说，第二缺口142为沿轴向延伸的通长型缺口。

图10是本申请实施例提供的第二限位柱15的结构示意图。

参见图6和图10，第二限位柱15设置在限位固定环14内。第二限位柱15包括柱身和悬臂153，其中，柱身和悬臂153的延伸方向垂直，可以理解为，柱身可以沿竖直方向延伸，悬臂153可以沿水平方向延伸。柱身包括位于悬臂153上方的第一柱身151和位于悬臂153下方的第二柱身152。第一柱身151位于安装孔212外，第二柱身152位于安装孔212内，悬臂153穿过第二缺口142，并位于振子23上方，振子23到悬臂153之间的活动距离在第二预设范围内。其中，第二限位柱15可以为旋转90°的T型结构。

具体地，第一柱身151位于传感器支架21外，第二柱身152位于传感器支架21的安装孔212内。在安装光纤光栅检波器限位装置10时，可以先将限位固定环14旋紧在安装孔212内，并将第二缺口142朝向振子23方向。接下来再将第二限位柱15安装在限位固定环14内。

在具体实现中，柱身的内部设有沿轴向延伸的螺纹孔。具体为第一柱身151的内部设有螺纹孔，或者为第一柱身151和第二柱身152的内部均设有螺纹孔。螺纹孔的设置可以便于第二限位柱15的安装以及调节悬臂153与振子23之间的间隙，具体螺纹孔的长度可根据实际的需求设置，在此不做限定。

继续参见图4和图6，止推卡箍12设置在第三通孔1411和第四通孔1412内，并套设在第一柱身151上。止推卡箍12包括面向第四通孔1412的锥面，且锥面抵接在第四通孔1412的上沿。其中，锥面的顶端的外径小于第四通孔1412的直径，锥面的底端的外径小于第三通孔1411的直径。

具体地，止推卡箍12套设在第一柱身151上。也就是说，止推卡箍12的内部设有通孔，且该通孔的直径大于或等于第一柱身151的外径。

止推卡箍12的锥面面向第四通孔1412，并抵接在第四通孔1412的上沿。也就是说，锥面的顶端位于第四通孔1412内，锥面的底端位于第三通孔1411内。并且位于第四通孔1412内的止推卡箍12的外径，沿着第四通孔1412的上沿向第四通孔1412的下沿的方向延伸的过程中，外径是不断减小的。位于第三通孔1411内的止推卡箍12，沿着第三通孔1411的上沿向第四通孔1412的上沿延伸的过程中，外径也是不断减小的。可以理解的是，止推卡箍12是倒置在第二台阶孔141内。

值得注意的是，止推卡箍12的第一缺口123沿轴向贯穿设置，便于调节止推卡箍12的内径尺寸，在第一缺口123的径向尺寸减小时，止推卡箍12的内径减小，与第一柱身151之间的贴合更为紧密，从而便于锁紧第一柱身151。第一缺口123的径向尺寸增大时，止推卡箍12的内径增大，与第一柱身151之间的贴合较松。

参见图5和图6，锁紧螺母13设置在第三通孔1411内，并套设在第一柱身151上。也就是说，锁紧螺母13的内部设有通孔，该通孔的直径大于或等于第一柱身151的外径，从而更好的套设在第一柱身151上。锁紧螺母13的上壁面贴合在止推卡箍12的下壁面，锁紧螺母13设有外螺纹，第三通孔1411内设有内螺纹，锁紧螺母13旋紧在第三通孔1411内。

具体地，锁紧螺母13的上壁面与止推卡箍12的下壁面贴合在一起，并通过螺纹与传感器支架21连接，使锁紧螺母13连接在第三通孔1411内。随着锁紧螺母13不断旋紧在第三通孔1411内，锁紧螺母13不断朝向止推卡箍12方向旋动，进而不断减小与止推卡箍12之间的距离。随着锁紧螺母13与止推卡箍12贴合在一起，锁紧螺母13继续旋动时，会带动止推卡箍12朝向第四通孔1412方向运动，而止推卡箍12的锥面卡在第四通孔1412的上沿。此时，第四通孔1412的上沿会对止推卡箍12产生反作用力，反向推动止推卡箍12，由于第一缺口123的存在，反作用力会使第一缺口123的径向尺寸减小，止推卡箍12的内径减小。直至锁紧螺母13被旋紧在第三通孔1411内。此时，止推卡箍12会紧紧夹住第一柱身151，限制第一柱身151产生轴向位移，进而保证第一柱身151不会沿轴向窜动。

这样，通过设置限位固定环14、第二限位柱15、止推卡箍12、锁紧螺母13，并使它们相互配合，能够可靠的限制光纤光栅检波器20中振子23的振动幅度，保证光纤光栅检波器20不受损害，保证光纤光栅检波器20的使用寿命。另外，使用光纤光栅检波器限位装置10能够使得振子23与第一限位柱11之间的间隙能够准确量化，保证了限位间隙的准确性，为光纤光栅检波器20的一致性提供保证。

继续参见图6，本申请实施例提供的光纤光栅检波器20在受到振动时，振子23向上移动时，光纤光栅22受到拉力作用，而此时传感器支架21的正上方位置设有缺口，因此在传感器支架21顶部的侧面位置设置安装孔212。

本申请实施例提供的光纤光栅检波器20的灵敏度可以为50pm/g，为防止大的冲击，避免受到大于5g加速度的冲击，根据光纤光栅检波器20的结构计算出振子23位移不得超过30μm。也就是说，振子23到悬臂153之间活动距离的第二预设范围在0-30μm范围内。因此，悬臂153与振子23之间的间隙为30μm。

值得注意的是，不同的光纤光栅检波器20检测精度不同时，可以相应设置不同的振子23活动距离的第二预设范围。

为便于对本申请实施例提供的光纤光栅检波器限位装置10更好的理解，对安装和调试光纤光栅检波器限位装置10进行介绍。

将光纤光栅检波器20通过固定夹具固定好，夹具安装在光学平台上，光纤光栅检波器20连接解调仪，手动位移平台调整好与光纤光栅检波器20之间相对位置，然后固定安装于光学平台上。连接支架安装固定在手动位移平台上，柱身通过螺纹孔与连接螺杆连接，止推卡箍12套设于连接螺杆上，其小端朝向第二柱身152。锁紧螺母13套设于连接螺杆上，连接螺杆另一端通过螺母螺接于连接支架上。此时记录光纤光栅检波器20的波长，轻微转动手动位移平台旋钮，使悬臂153与振子23接触，观察光纤光栅检波器20的波长是否发生变化。波长未变时反向旋转手动位移平台旋钮，旋转至所需刻度，旋转手动位移平台上的锁紧旋钮，锁紧位移平台，把止推卡箍12装入第一限位柱11安装孔212内，拧紧锁紧螺母13。此时可以轻轻压动振子23，观察波长变化是否在限位以内，然后拆卸下连接螺杆的连接螺母，再从第二柱身152上拆下连接螺杆，安装完毕。这样，通过调节装置可以将振子23与悬臂153之间的距离限制在微米量级，有效保证限位装置的安装准确性。

与前述光纤光栅检波器限位装置10的实施例相对应，本申请还提供了光纤光栅检波器20的实施例。光纤光栅检波器20包括光纤光栅检波器限位装置10、传感器支架21、光纤光栅22和振子23。光纤光栅22的两端连接在传感器支架21上，振子23与光纤光栅22相连，振子23在外界环境产生振动时产生振动，以使光纤光栅22拉伸或收缩。光纤光栅检波器限位装置10安装在传感器支架21上，以限制振子23的位移。

需要说明的是，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种光纤光栅检波器限位装置，安装在光纤光栅检波器（20）上，所述光纤光栅检波器（20）包括振子（23）和传感器支架（21），其特征在于，所述传感器支架（21）的底部设有第一台阶孔（211），所述第一台阶孔（211）自下向上依次包括第一通孔（2111）和第二通孔（2112），所述第一通孔（2111）的直径大于所述第二通孔（2112）的直径，所述光纤光栅检波器限位装置包括：

第一限位柱（11），穿设在所述第一通孔（2111）和所述第二通孔（2112）内，且所述第一限位柱（11）的顶部突出所述第二通孔（2112），所述振子（23）到所述第一限位柱（11）的顶部之间的活动距离在第一预设范围内，以限制所述振子（23）运动；

止推卡箍（12），设置在所述第一通孔（2111）和所述第二通孔（2112）内，套设在所述第一限位柱（11）上，所述止推卡箍（12）包括面向所述第二通孔（2112）的锥面，且所述锥面抵接在所述第二通孔（2112）的下沿；其中，所述锥面的顶端外径小于所述第二通孔（2112）的直径，所述锥面的底端外径小于所述第一通孔（2111）的直径；

锁紧螺母（13），设置在所述第一通孔（2111）内，套设在所述第一限位柱（11）上，所述锁紧螺母（13）的上壁面贴合在所述止推卡箍（12）的下壁面，所述锁紧螺母（13）设有外螺纹，所述第一通孔（2111）设有内螺纹，所述锁紧螺母（13）旋紧在所述第一通孔（2111）内。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅检波器限位装置，其特征在于，

所述止推卡箍（12）自下向上依次包括圆柱部（121）和锥体部（122），所述圆柱部（121）设置在所述第一通孔（2111）内，所述锥体部（122）设置在所述第一通孔（2111）和所述第二通孔（2112）内，所述锥面位于所述锥体部（122）。

3.根据权利要求2所述的光纤光栅检波器限位装置，其特征在于，

所述止推卡箍（12）设有第一缺口（123），所述第一缺口（123）沿所述止推卡箍（12）的轴向贯穿所述圆柱部（121）和所述锥体部（122）。

4.根据权利要求1所述的光纤光栅检波器限位装置，其特征在于，

所述第一限位柱（11）内设有轴向延伸的螺纹孔。

5.一种光纤光栅检波器限位装置，安装在光纤光栅检波器上，所述光纤光栅检波器包括振子（23）和传感器支架（21），其特征在于，所述传感器支架（21）的顶部设有安装孔（212），所述光纤光栅检波器限位装置包括：

限位固定环（14），设置在所述安装孔（212）内，所述限位固定环（14）设有第二台阶孔（141）和第二缺口（142）；所述第二台阶孔（141）包括位于所述安装孔（212）外的第三通孔（1411）和位于所述安装孔（212）内的第四通孔（1412），所述第三通孔（1411）的直径大于所述第四通孔（1412）的直径；

第二限位柱（15），设置在所述限位固定环（14）内，所述第二限位柱（15）包括柱身和悬臂（153）；其中，所述柱身包括位于所述悬臂（153）上方的第一柱身（151）和位于所述悬臂（153）下方的第二柱身（152）；所述第一柱身（151）位于所述安装孔（212）外，所述第二柱身（152）位于所述安装孔（212）内，所述悬臂（153）穿过所述第二缺口（142），并位于所述振子（23）上方，所述振子（23）到所述悬臂（153）之间的活动距离在第二预设范围内；

止推卡箍（12），位于所述第三通孔（1411）和所述第四通孔（1412）内，套设在所述第一柱身（151）上；所述止推卡箍（12）包括面向所述第四通孔（1412）的锥面，且所述锥面抵接在所述第四通孔（1412）的上沿；其中，所述锥面的顶端的外径小于所述第四通孔（1412）的直径，所述锥面的底端的外径小于所述第三通孔（1411）的直径；

锁紧螺母（13），设置在所述第三通孔（1411）内，套设在所述第一柱身（151）上，所述锁紧螺母（13）的上壁面贴合在所述止推卡箍（12）的下壁面，所述锁紧螺母（13）设有外螺纹，所述第三通孔（1411）设有内螺纹，所述锁紧螺母（13）旋紧在所述第三通孔（1411）内。

6.根据权利要求5所述的光纤光栅检波器限位装置，其特征在于，

所述止推卡箍（12）自下向上依次包括圆柱部（121）和锥体部（122），所述圆柱部（121）设置在所述第三通孔（1411）内，所述锥体部（122）设置在所述第三通孔（1411）和所述第四通孔（1412）内，所述锥面位于所述锥体部（122）；

所述止推卡箍（12）设有第一缺口（123），所述第一缺口（123）沿所述止推卡箍（12）的轴向贯穿所述圆柱部（121）和所述锥体部（122）。

7.根据权利要求5所述的光纤光栅检波器限位装置，其特征在于，

所述第一柱身（151）和所述第二柱身（152）内设有轴向延伸的螺纹孔；或

所述第一柱身（151）内设有轴向延伸的螺纹孔。

8.根据权利要求5所述的光纤光栅检波器限位装置，其特征在于，

所述限位固定环（14）包括相连接的第一环体（143）和第二环体（144），所述第一环体（143）设置在所述安装孔（212）外，且内部设有所述第三通孔（1411），所述第二环体（144）设置在所述安装孔（212）内，且内部设有所述第四通孔（1412），所述第二环体（144）设有外螺纹，与所述安装孔（212）螺纹连接。

9.根据权利要求8所述的光纤光栅检波器限位装置，其特征在于，

所述第二缺口（142）沿所述限位固定环（14）的轴向贯穿所述第一环体（143）和所述第二环体（144）。

10.一种光纤光栅检波器，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的光纤光栅检波器限位装置（10）、传感器支架（21）、光纤光栅（22）和振子（23）；

所述光纤光栅（22）的两端连接在所述传感器支架（21）上，且所述振子（23）与所述光纤光栅（22）相连，所述振子（23）在外界环境产生振动时产生振动，以使所述光纤光栅（22）拉伸或收缩；

所述光纤光栅检波器限位装置（10）安装在所述传感器支架（21）上，以限制所述振子（23）的位移。