CN201247049Y - 一种用于测试动态应变、振动、加速度的测量装置 - Google Patents

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王青圃
陈广
陆勇
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宋复俊
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Abstract

一种用于测试动态应变、振动、加速度的测量装置，属动态应变、振动、加速度测量技术领域。包括光源、光纤光栅、环形器、光电探测器、信号处理器、基座和悬臂梁，其特征在于悬臂梁一端固定在基座上，另一端下方固定有质量块；悬臂梁的上端固定有光纤光栅，光纤光栅通过传导光纤和环形器相连接，环形器另一端和光源相连接；在环形器出射端口放置光电探测器，光电探测器通过信号处理器的接口和信号处理器相连接。本实用新型测量装置结构简单合理，成本低，体积小，使用时操作方便。

Description

一种用于测试动态应变、振动、加速度的测量装置
(一)技术领域
本实用新型涉及一种用于测试动态应变、振动、加速度的测量装置，属动态应变、振动、加速度测量技术领域。
(二)背景技术
动态应变、振动、加速度的测量正被广泛应用在国民经济的各部门，然而，电子基的的测量上述参数的测量装置体积大，易受电磁干扰，传感部件有电流与电压的存在，这大大限制了其应用范围，例如大型机电设备在工作时会产生强电磁场及存在易燃、易爆气体的场所，因此体积小、抗电磁干扰能力强、易于多点复用、传感元件不需带电的光纤振动传感的测量正成为研究的热点。光纤振动传感器对前述参数的测量从工作方式分有两种类型：强度调制型和波长调制型。强度调制型振动传感器结构简单，解调方法相对容易，但也存在着精度低，受外界干扰大的严重问题。光纤光栅的出现，以其比较高的灵敏度，较大的动态范围，很高的精度，非常小的体积，为波长调制型光纤振动传感器的研究奠定了基础。波长调制型振动传感器的解调方法是基于将波长变化转换成为强度变化的原理，具体分为光谱仪(波长计)解调，干涉法解调，波长可调光源解调，光栅色散法解调和滤波器解调。如2007年第11期的《光通信技术》杂志第42页到第44页所提的即是上述几种解调方法。但是由于上述几种解调方法所用设备普遍存在着成本高，解调系统复杂，操作和实现难度大等问题，迫切需要一种简单易行的装置来解决上述问题。
(三)发明内容
为克服现有技术的缺陷和不足，本实用新型提供了一种用于测试动态应变、振动、加速度的测量装置。
一种用于测试动态应变、振动、加速度的测量装置，包括光源、光纤光栅、环形器、光电探测器、信号处理器、基座和悬臂梁，其特征在于悬臂梁一端固定在基座上，另一端下方固定有质量块；悬臂梁的上端固定有光纤光栅，光纤光栅通过传导光纤和环形器相连接，环形器另一端和光源相连接；在环形器出射端口放置光电探测器，光电探测器通过信号处理器的接口和信号处理器相连接。
所述的悬臂梁采用双金属片结构形式。
本实用新型在测量物体振动时，把基座固定在振动源上，基座与振动源同时振动，从而引起质量块的振动，质量块在惯性力的作用下使悬臂梁产生弹性应变，带动光纤光栅伸长和收缩，从而引起其布拉格波长的变化，通过探测布拉格波长变化所对应的光强的变化来实现振动幅度的测量；光强亮暗变化的频率就是振动的频率。在测量外界加速度时，将基座放在正在变速移动的物体上，悬臂梁的方向与加速度方向垂直，这样物体在外界加速度的影响下加在悬臂梁上一个惯性力，这个惯性力就是物体重量与外界加速的乘积，惯性力使得悬臂梁产生弹性应变，带动光纤光栅伸长或者收缩，从而引起其布拉格波长的变化，通过探测波长的变化所对应的光强的变化来实现对惯性力的测量，进而可以算出加速度的大小。光源的作用是为整个光路系统提供光源，环形器可改变光路的方向，光电探测器可将接受到的光信号转变成电信号，电信号经信号处理器选出作为测量结果的相关参数信息。
本实用新型测量装置结构简单合理，成本低，体积小，使用时操作方便。
(四)附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
其中：1、光源，2、环形器，3、光纤光栅，4、光电探测器，5、信号处理器，6、传导光纤，7、质量块，8、基座，9、悬臂梁。
(五)具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，但不限于此。
实施例：
本实用新型实施例如图1所示，包括光源1、光纤光栅3、环形器2、光电探测器4、信号处理器5、基座8和悬臂梁9，其特征在于悬臂梁9一端固定在基座8上，另一端下方固定有质量块7；悬臂梁9的上端固定有光纤光栅3，光纤光栅3通过传导光纤6和环形器2相连接，环形器2另一端和光源1相连接；在环形器出射端口10放置光电探测器4，光电探测器4通过信号处理器5的接口和信号处理器5相连接。
所述的悬臂梁9采用双金属片结构形式，上层材料是锌铝合金，下层材料为铟钢。

Claims (2)

1、一种用于测试动态应变、振动、加速度的测量装置，包括光源、光纤光栅、环形器、光电探测器、信号处理器、基座和悬臂梁，其特征在于悬臂梁一端固定在基座上，另一端下方固定有质量块；悬臂梁的上端固定有光纤光栅，光纤光栅通过传导光纤和环形器相连接，环形器另一端和光源相连接；在环形器出射端口放置光电探测器，光电探测器通过信号处理器的接口和信号处理器相连接。
2、如权利要求1所述的一种用于测试动态应变、振动、加速度的测量装置，其特征在于所述的悬臂梁采用双金属片结构形式。
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