CN203100683U - 光纤光栅位移传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光纤光栅位移传感器。包括第一活动顶杆、安装底座、第二活动顶杆、第一压缩弹簧、紧固螺钉、安装固定块、薄弹性铜板、第二压缩弹簧、压套、安装盖板、光纤光栅和固定销。本实用新型通过第一活动顶杆的伸缩变化，引起第二压缩弹簧产生压缩变化，第二压缩弹簧的压缩变化作用于薄弹性铜板，薄弹性铜板在第二压缩弹簧及两固定销的共同作用下产生弯曲变形，而光纤光栅是紧贴且固定于薄弹性铜板上，由此引起光纤光栅的弯曲变形，光纤光栅的反射光波长即刻产生变化，解调仪通过光纤光栅的波长变化量就能监测到第一活动顶杆的位移变化量。本实用新型的光纤光栅位移传感器特别适用于通信行业光交箱门、金融及军事部门一些重要部门的防开门的监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种位移传感器，具体地说是一种光纤光栅位移传感器。
背景技术
光纤光栅（FBG）传感技术是二十世纪末兴起的新一代集光子学、电子电路、计算机、软件等多项高科技技术为一体的传感技术，它采用与光通信相似的光信号传导和信号解调技术，对光波长信号进行数字式测量，系统具有极高的测量精度和抗干扰能力，是目前国际上最为先进且成熟的光纤传感技术之一。
利用光纤材料的光敏性，可制作成光纤光栅传感器。当紫外激光光束照射光纤，被照射区间段纤芯的折射率将发生周期性的变化，称此折射率变化区域为光纤光栅。
利用光纤光栅对温度，应力变形的敏感性，采用不同的封装方式可以制成，温度传感器，应力应变传感器，位移传感器，压力传感器等多种的光纤光栅传感器。
由于光纤光栅的无电监测和强抗干扰等特性，其传感器可用于电力、石化、钢铁、交通、水利、桥梁隧道工程，防灾等不同的行业领域。
现有普通位移传感器一般采用将被测位移量的变化转换成电阻或电压的电信号加以检测，因此普通位移传感器有传输距离有限，易受外界磁场干扰影响，易遭雷击影响等缺陷存在，而该位移传感器由于采用光信号的传输来测量位移，因此它适用于各种恶劣的环境，传输距离远，不受外界磁场，雷击等影响，因此该位移传感器更可靠，有效寿命更长。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种光纤光栅位移传感器，其结构简单，设计巧妙，通过将某一方向的位移量变化转换成光纤光栅的弯曲变形，而利用光纤光栅对变形量的敏感性，光纤光栅会产生波长的变化。
按照本实用新型提供的技术方案：光纤光栅位移传感器，其特征在于：包括第一活动顶杆、安装底座、第二活动顶杆、第一压缩弹簧、紧固螺钉、安装固定块、薄弹性铜板、第二压缩弹簧、压套、安装盖板、光纤光栅和固定销，所述安装底座内部中空，前部设有安装开口，顶部设有贯穿安装底座壁的顶杆通孔；所述第一活动顶杆活动装设在安装底座上的顶杆通孔内，第一活动顶杆上端伸出安装底座，第一活动顶杆下端与第二活动顶杆接触；所述安装固定块置于安装底座内并通过紧固螺钉固定，所述安装固定块上设有顶杆安装孔，第二活动顶杆安装在顶杆安装孔内；第一压缩弹簧套在第二活动顶杆上，第一压缩弹簧上端与第二活动顶杆的端头连接，第一压缩弹簧下端压在安装固定块上；所述薄弹性铜板固定在两个固定销下端，两个固定销固定安装在所述安装固定块上；所述光纤光栅紧贴且固定在薄弹性铜板表面上；所述压套连接固定在第二活动顶杆下端，压套上设有压片，所述压片压在薄弹性铜板上表面上；所述第二压缩弹簧套装在压套上，第二压缩弹簧上端顶压在薄弹性铜板下表面上，第二压缩弹簧下端与压套下端连接；所述安装底座的安装开口上安装盖板。
作为本实用新型的进一步改进，所述压套通过长螺钉连接固定在第二活动顶杆下端。
作为本实用新型的进一步改进，所述安装固定块下部设有与压套相配合的导向孔。
作为本实用新型的进一步改进，所述安装盖板与安装底座之间夹装有密封垫。
作为本实用新型的进一步改进，所述光纤光栅的波段为C波段，波长范围为1525nm-1565nm。
作为本实用新型的进一步改进，所述薄弹性铜板的材料为铍青铜或磷青铜，薄弹性铜板的厚度为0.4-0.8mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述固定销材料为不锈钢或镀镍的黄铜，固定销的直径为4-6mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一压缩弹簧为65Mn、1cr18Ni9、0cr19Ni10或0cr17Ni12Mo2，所述第一压缩弹簧的线径为0.6-1.0mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二压缩弹簧的材料为65Mn、1cr18Ni9、0cr19Ni10或0cr17Ni12Mo2, 所述第二压缩弹簧的线径为0.6-1.0mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述安装固定块的材料为普通碳素钢，不锈钢、工程用ABS、PA6或PA66。
本实用新型与现有技术相比，优点在于：本实用新型结构简单，设计巧妙，通过将某一方向的位移量变化转换成光纤光栅的弯曲变形，而利用光纤光栅对变形量的敏感性，光纤光栅会产生波长的变化。本实用新型的光纤光栅位移传感器特别适用于通信行业光交箱门、金融及军事部门一些重要部门的防开门的监测。
附图说明
图1为本实用新型实施例的主视图。
图2为图1中的A-A向剖视图。
图3为图1中的B-B向剖视图。
图4为图3中的C-C向剖视图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图所示：实施例中的光纤光栅位移传感器主要由第一活动顶杆1、安装底座2、第二活动顶杆3、第一压缩弹簧4、紧固螺钉5、安装固定块6、薄弹性铜板7、第二压缩弹簧8、长螺钉9、压套10、密封垫11、安装盖板12、紧固螺钉13、光纤光栅14和固定销15等零部件组成。
如图1~图4所示，所述安装底座2内部中空，前部设有安装开口，顶部设有贯穿安装底座2壁的顶杆通孔；所述第一活动顶杆1活动装设在安装底座2上的顶杆通孔内，第一活动顶杆1上端伸出安装底座2，第一活动顶杆1下端与第二活动顶杆3接触；所述安装固定块6置于安装底座2内并通过紧固螺钉5固定，所述安装固定块6上设有顶杆安装孔，第二活动顶杆3安装在顶杆安装孔内；第一压缩弹簧4套在第二活动顶杆3上，第一压缩弹簧4上端与第二活动顶杆3的端头连接，第一压缩弹簧4下端压在安装固定块6上；所述薄弹性铜板7固定在两个固定销15下端，两个固定销15固定安装在所述安装固定块6上；所述光纤光栅14紧贴且固定在薄弹性铜板7表面上；所述压套10通过长螺钉9连接固定在第二活动顶杆3下端，压套10上设有压片，所述压片压在薄弹性铜板7上表面上；所述第二压缩弹簧8套装在压套10上，第二压缩弹簧8上端顶压在薄弹性铜板7下表面上，第二压缩弹簧8下端与压套10下端连接；所述安装底座2的安装开口上用紧固螺钉13安装盖板12。
如图2所示，所述安装固定块6下部设有与压套10相配合的导向孔。所述安装盖板12与安装底座2之间夹装有密封垫11，使得安装底座2内的各部件受到了可靠的保护，确保传感器可靠耐用。
本实用新型中，所述光纤光栅14优选采用波段为C波段，波长范围为1525nm-1565nm的光纤光栅14。所述薄弹性铜板7的材料为铍青铜或磷青铜，薄弹性铜板7的厚度为0.4-0.8mm。所述固定销15材料为不锈钢或镀镍的黄铜，固定销15的直径为4-6mm。所述第一压缩弹簧4为65Mn、1cr18Ni9、0cr19Ni10或0cr17Ni12Mo2，所述第一压缩弹簧4的线径为0.6-1.0mm。所述第二压缩弹簧8的材料为65Mn、1cr18Ni9、0cr19Ni10或0cr17Ni12Mo2, 所述第二压缩弹簧8的线径为0.6-1.0mm。所述安装固定块6的材料为普通碳素钢，不锈钢、工程用ABS、PA6或PA66。
具体应用时，第一活动顶杆1与需要监测的物体接触，通过第一活动顶杆1的伸缩变化，引起第二压缩弹簧8产生压缩变化，第二压缩弹簧8的压缩变化作用于薄弹性铜板7，薄弹性铜板7在第二压缩弹簧8及两固定销15的共同作用下产生了弯曲变形，而光纤光栅14是紧贴且固定于薄弹性铜板7上，由此引起了光纤光栅14的弯曲变形，光纤光栅14的反射光波长即刻产生变化，解调仪通过光纤光栅14的波长变化量就能监测到第一活动顶杆1的位移变化量。本实用新型的光纤光栅位移传感器特别适用于通信行业光交箱门、金融及军事部门一些重要部门的防开门的监测。
Claims (10)
1.光纤光栅位移传感器，其特征在于：包括第一活动顶杆（1）、安装底座（2）、第二活动顶杆（3）、第一压缩弹簧（4）、紧固螺钉（5）、安装固定块（6）、薄弹性铜板（7）、第二压缩弹簧（8）、压套（10）、安装盖板（12）、光纤光栅（14）和固定销（15），所述安装底座（2）内部中空，前部设有安装开口，顶部设有贯穿安装底座（2）壁的顶杆通孔；所述第一活动顶杆（1）活动装设在安装底座（2）上的顶杆通孔内，第一活动顶杆（1）上端伸出安装底座（2），第一活动顶杆（1）下端与第二活动顶杆（3）接触；所述安装固定块（6）置于安装底座（2）内并通过紧固螺钉（5）固定，所述安装固定块（6）上设有顶杆安装孔，第二活动顶杆（3）安装在顶杆安装孔内；第一压缩弹簧（4）套在第二活动顶杆（3）上，第一压缩弹簧（4）上端与第二活动顶杆（3）的端头连接，第一压缩弹簧（4）下端压在安装固定块（6）上；所述薄弹性铜板（7）固定在两个固定销（15）下端，两个固定销（15）固定安装在所述安装固定块（6）上；所述光纤光栅（14）紧贴且固定在薄弹性铜板（7）表面上；所述压套（10）连接固定在第二活动顶杆（3）下端，压套（10）上设有压片，所述压片压在薄弹性铜板（7）上表面上；所述第二压缩弹簧（8）套装在压套（10）上，第二压缩弹簧（8）上端顶压在薄弹性铜板（7）下表面上，第二压缩弹簧（8）下端与压套（10）下端连接；所述安装底座（2）的安装开口上安装盖板（12）。
2.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述压套（10）通过长螺钉（9）连接固定在第二活动顶杆（3）下端。
3.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述安装固定块（6）下部设有与压套（10）相配合的导向孔。
4.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述安装盖板（12）与安装底座（2）之间夹装有密封垫（11）。
5.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述光纤光栅（14）的波段为C波段，波长范围为1525nm-1565nm。
6.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述薄弹性铜板（7）的材料为铍青铜或磷青铜，薄弹性铜板（7）的厚度为0.4-0.8mm。
7.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述固定销（15）材料为不锈钢或镀镍的黄铜，固定销（15）的直径为4-6mm。
8.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述第一压缩弹簧（4）为65Mn、1cr18Ni9、0cr19Ni10或0cr17Ni12Mo2，所述第一压缩弹簧（4）的线径为0.6-1.0mm。
9.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述第二压缩弹簧（8）的材料为65Mn、1cr18Ni9、0cr19Ni10或0cr17Ni12Mo2, 所述第二压缩弹簧（8）的线径为0.6-1.0mm。
10.如权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述安装固定块（6）的材料为普通碳素钢，不锈钢、工程用ABS、PA6或PA66。
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