CN202093044U - 三维光纤光栅加速度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三维光纤光栅加速度传感器，其包括外壳，以及安装于外壳内的三组加速度检测装置，加速度检测装置分别安装于三个方向上且互相垂直，以检测三个方向的加速度。加速度检测装置包括质量块、铜片、固定块、前定位块、后定位块、光纤和敏感元件，铜片与固定块叠在一起，并固定在外壳上；后定位块固定在铜片上；质量块与铜片固定在一起，质量块一端悬挑；前定位块固定在外壳；固定块、后定位块和前定位块设有相互连通的沟槽，光纤固定在该沟槽里，且在位于固定块与后定位块之间的光纤段上设有敏感元件，光纤引出外壳。通过敏感元件感测三个方向上的加速度值，传感器同时获得三个方向的加速度值，从而实现了加速度的三维检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种加速度传感器，尤其是一种可同时检测三个方向加速度的加速度传感器。
背景技术
目前，公知的加速度传感器大多只能检测单方向的加速度值，而实际检测中常常需要得到被检测物体空间三个方向的加速度数值，这个时候如果使用传统的加速度传感器就需要安装至少三个，这不但增加了检测成本，而且很多时候由于安装空间的限制，安装的多个传感器并不能安装在同一个监测点上，最终导致得到的数据不能真实反映监测点的不同方向上的加速度数值。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种三维加速度传感器，该传感器可以同时检测三个方向的加速度数值，减少了传感器的数量，降低了成本，增加了检测精度。
为达到以上目的，本实用新型的解决方案是：
一种三维加速度传感器，其包括外壳，以及安装于外壳内的三组加速度检测装置，加速度检测装置分别安装于三个方向上且互相垂直，以检测三个方向的加速度。
所述加速度检测装置均采用悬臂梁结构。
所述加速度检测装置包括质量块、铜片、固定块、前定位块、后定位块、光纤和敏感元件，铜片与固定块叠在一起，并固定在外壳上；后定位块固定在铜片上；质量块一端与铜片固定在一起，质量块另一端悬挑；前定位块固定在外壳；固定块、后定位块和前定位块设有相互连通的沟槽，光纤固定在该沟槽里，且在位于固定块与后定位块之间的光纤段上设有敏感元件，光纤引出外壳。
所述外壳的其中两个方向上设有堵头，光纤从其中一个堵头进入外壳，从另一个堵头引出外壳。
所述敏感元件为光纤光栅。
所述三组加速度检测装置的光纤互相连接，三个方向上的光纤光栅串联。
该三维加速度传感器安装到被测物体上，当被测物体发生加速度运动时，每个检测装置内部的悬臂梁结构就会相对于外壳产生振动，其上固定的光纤光栅的波长就会发生变化。因为该实用新型在三个相互垂直的方向上安装有相同的检测装置，从而可以同时测得三个方向的加速度值。
由于采用了以上技术方案，本实用新型可以同时检测到三个方向上的加速度值，提高了检测效率、检测精度。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
图2是本实用新型实施例的侧向检测装置结构示意图。
图中1第二堵头 2光纤 3第二前定位块 4外壳 5第一固定块 6第一铜片 7第一后定位块 8第一质量块 9第一前定位块 10第一堵头 11第三铜片 12第三质量块 13第三后定位块 14第二固定块 15第二铜片 16第二质量块 17第二后定位块 18第一光纤光栅 19第二光纤光栅 20螺钉21第三前定位块 22第三光纤光栅 23第三固定块 24螺钉 25螺钉
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。
在图1中，在竖直方向，第一铜片6与第一固定块5叠在一起，用螺钉20固定在外壳4上，第一后定位块7固定在第一铜片6上，第一质量块8一端与第一铜片6固定在一起，第一质量块8另一端悬挑，第一前定位块9固定在外壳4上，第一堵头10通过螺纹与外壳4相连，第一固定块5、第一后定位块7和第一前定位块9设有相互连通的沟槽，光纤2固定在该沟槽里，且在位于第一固定块5与第一后定位块7之间的光纤段上设有第一光纤光栅18，最后光纤2穿过外壳4从第一堵头10中引出。在水平方向，第二铜片15与第二固定块14叠在一起，用螺钉24固定在外壳4上，第二后定位块17固定在第二铜片15上，第二质量块16一端与第二铜片15固定在一起，第二质量块16另一端悬挑，第二前定位块3固定在外壳4上，第二堵头1通过螺纹与外壳4相连，第二固定块14、第二后定位块17和第二前定位块3设有互相连通的沟槽，光纤2固定在该沟槽里，且在位于第二固定块14与第二后定位块17之间的光纤段上设有第二光纤光栅19，，最后光纤2穿过外壳4从第二堵头1中引出。同样的，在侧面方向，检测装置具有相同的结构，只是方向与竖直方向、水平方向都垂直，第三铜片11与第三固定块23叠在一起，用螺钉25固定在外壳4上，第三后定位块13固定在第三铜片11上，第三质量块12一端与第三铜片11固定在一起，第三质量块12另一端悬挑，第三前定位块21固定在外壳4上，第三固定块23、第三后定位块13和第三前定位块21设有互相连通的沟槽，光纤2固定在该沟槽里，且在位于第三固定块23与第三后定位块13之间的光纤段上设有第三光纤光栅22。光纤2将三个光纤光栅串联起来，构成光纤光栅阵列，这样在三个相互垂直的方向上都有了相应的检测装置。
当被测物体发生加速度运动的时候，第一质量块8、第三质量块12、第二质量块16就会相对于外壳发生位移，从而引起光纤2串联的分别位于三个方向上的三个光纤光栅的波长变化，从而可以得到三个方向上的加速度值。
本实用新型的中敏感元件光纤光栅也可以采用其它敏感元件代替，可以不直接串联起来，而是利用总线的方式或者是每个敏感体单独接线来识别、区分三个不同的信号。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型的范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种三维光纤光栅加速度传感器，其特征在于：其包括外壳，以及安装于外壳内的三组加速度检测装置，加速度检测装置分别安装于三个方向上且互相垂直。
2.如权利要求1所述的三维光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述加速度检测装置均采用悬臂梁结构。
3.如权利要求1或2所述的三维光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述加速度检测装置包括质量块、铜片、固定块、前定位块、后定位块、光纤和敏感元件，铜片与固定块叠在一起，并固定在外壳上；后定位块固定在铜片上；质量块一端与铜片固定在一起，质量块另一端悬挑；前定位块固定在外壳；固定块、后定位块和前定位块设有相互连通的沟槽，光纤固定在该沟槽里，且在位于固定块与后定位块之间的光纤段上设有敏感元件，光纤引出外壳。
4.如权利要求3所述的三维光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述外壳的其中两个方向上分别设有堵头，光纤从其中一个堵头进入外壳，从另一个堵头引出外壳。
5.如权利要求3所述的三维加速度传感器，其特征在于：所述敏感元件为光纤光栅。
6.如权利要求5所述的三维加速度传感器，其特征在于：所述三组加速度检测装置的光纤互相连接，三个方向上的光纤光栅串联。
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