CN204115725U - 一种温度自补偿高灵敏度大量程fbg倾斜传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光纤光栅传感器技术及倾斜测量领域，具体公开了一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，包括盒体、盒盖、一个摆锤、两个悬臂梁、两根光纤光栅和两个推杆，所述盒体与盒盖之间通过螺钉连接形成一个封闭空间，所述摆锤由摆杆和质量块组成，所述光纤光栅由光纤和光栅组成，所述摆锤通过固定杆固定在盒体内的上侧壁，所述悬臂梁的一端通过紧固螺钉固定在压块与固定座之间，所述悬臂梁对称设置在摆锤两侧，所述悬臂梁的另一端与推杆相贴合，所述光栅通过专用胶黏贴在悬臂梁中央形成传感部件。本实用新型可实现传感器的温度自补偿，可实现较大范围的倾角测量，调整传感器的灵敏度高，测量精度高，损耗低，易于实现应用。

Description

一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器

技术领域

本实用新型属于光纤光栅传感器技术及倾斜测量领域，尤其是一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器。

背景技术

 目前，世界主要厂家生产的结构倾斜传感器多基于液体摆动式、振弦式、力平衡式三种原理制作，但是普遍存在测量范围与精度的局限，且不适于远程传输监测。因此，新型的光纤光栅倾斜传感器被提出，并得到探索和研究。而现有的光纤光栅倾斜传感器，主要采用直接黏贴与摆锤摆杆的方式进行测量，但在实际应用时，却存在可测量范围小、灵敏度低、产品体积大且盒内光纤不易盘纤、量程与灵敏度不能根据实际需求进行调整等问题；因此应该对现有技术进行改进。

发明内容

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种结构简单且灵敏度与量程均可调的温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器。

为实现该技术目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，包括盒体、盒盖、一个摆锤、两个悬臂梁、两根光纤光栅和两个推杆，所述盒体与盒盖之间通过螺钉连接且采用密封胶密封形成一个封闭空间，所述摆锤由摆杆和质量块组成，所述光纤光栅由光纤和光栅组成，所述摆锤通过固定杆固定在盒体内的上侧壁，且摆杆与固定杆活动连接，所述悬臂梁的一端通过紧固螺钉固定在可拆卸的压块与盒底的固定座之间，所述两个悬臂梁对称设置在摆锤两侧，所述悬臂梁的另一端与推杆相贴合，所述两个推杆对称固定在质量块两侧，所述其中一个悬臂梁随推杆的偏转出现相应的受力弯曲，所述另一个悬臂梁不受推杆作用，所述光栅通过专用胶黏贴在悬臂梁中央形成传感部件，所述盒体内两侧壁上对称布设两个传感部件，监测倾斜的同时实现温度自补偿，所述盒体外侧对称设有两个橡胶套管。

    作为本实用新型进一步的方案：所述盒体与盒盖形成的空间内部设有润滑油阻尼液。

作为本实用新型进一步的方案：所述质量块底部设有一个定位螺钉，且定位螺钉的中心位置与摆锤垂直状态时的中轴线共线，所述定位螺钉直接拧入质量块底部螺孔后，保证移动和运输过程器件的安全性。

作为本实用新型进一步的方案：所述摆杆的位置根据量程需求进行调整。

作为本实用新型进一步的方案：所述光栅的黏贴位置根据灵敏度的需求进行调整。

作为本实用新型进一步的方案：所述悬臂梁的长度根据量程的需求进行调整，

作为本实用新型进一步的方案：所述盒体内全部的螺钉固定部位均使用硅胶密封。

    作为本实用新型进一步的方案：所述根据灵敏度、量程的需求确定固定座的厚度，保证光栅不被拉断，可以重复使用。

作为本实用新型进一步的方案：所述悬臂梁采用黄铜材质，所述推杆与摆杆采用膨胀系数小且硬度高的金属材质。

    作为本实用新型进一步的方案：所述摆杆的位置决定量程的大小，所述光栅的位置决定灵敏度的大小。

作为本实用新型进一步的方案：所述双光栅结构对称设置实现温度自补偿。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用光纤光栅传感技术及悬臂梁结构，通过调整推杆在摆锤上的固定位置，可调整传感器的测量范围，可实现较大范围的倾角测量；通过调整推杆与悬臂梁的接触位置，可调整传感器的灵敏度且灵敏度高；采用双光栅结构，可以实现传感器的温度自补偿；采用的光纤光栅传感技术，具有抗电磁干扰、分布式测量的特点；测量精度高；产品结构简单且光栅位于盒体内一侧，利于盒内光纤的盘纤及保护，能够降低损耗，易于实现应用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型延展设计方案的整体结构示意图；

    图中：1-盒体、2-固定杆、3-摆杆、4-橡胶套管、5-固定座、6-悬臂梁、7-定位螺钉、8-质量块、9-推杆、10-光栅、11-光纤、12-紧固螺钉、13-压块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，包括盒体1、盒盖、一个摆锤、两个悬臂梁6、两根光纤光栅和两个推杆9，所述盒体1与盒盖之间通过螺钉连接且采用密封胶密封形成一个封闭空间，且盒体1与盒盖形成的空间内部设有润滑油阻尼液，所述摆锤由摆杆3和质量块8组成，所述光纤光栅由光纤11和光栅10组成，所述摆锤通过固定杆2固定在盒体1内的上侧壁，且摆杆3与固定杆2活动连接，所述摆杆3的位置根据量程需求进行调整，所述质量块8底部设有一个定位螺钉7，且定位螺钉7的中心位置与摆锤垂直状态时的中轴线共线，所述定位螺钉7直接拧入质量块8底部螺孔后，保证移动和运输过程器件的安全性，所述悬臂梁6的一端通过紧固螺钉12固定在可拆卸的压块13与盒底的固定座5之间，所述两个悬臂梁6对称设置在摆锤两侧，所述悬臂梁6的另一端与推杆9相贴合，所述两个推杆9对称固定在质量块8两侧，所述其中一个悬臂梁6随推杆9的偏转出现相应的受力弯曲，所述另一个悬臂梁6不受推杆9作用，所述光栅10通过专用胶黏贴在悬臂梁6中央形成传感部件，所述光栅10的黏贴位置根据灵敏度的需求进行调整，所述盒体1内两侧壁上对称布设两个传感部件，监测倾斜的同时实现温度自补偿，所述悬臂梁6的长度根据量程的需求进行调整，所述盒体1外侧对称设有两个橡胶套管，所述光纤11将分别从橡胶套管4中穿出，并与外界光缆连接实现信号输送。

实施例二

请参阅图2，本实用新型实施例中，与实施例一的区别在于：该方案将推杆9固定在摆杆3上，实现更大量程的测量。

本实用新型的工作原理：当外界发生倾斜时，摆锤随之出现偏转，由于摆锤两侧各连接一个推杆9，位于正方向（摆杆3偏转的方向为正向）的推杆9将推动同侧的悬臂梁6（正方向的悬臂梁6定义为第一悬臂梁），使之发生弯曲，引起黏贴在该悬臂梁6表面的光栅10受到压力作用，导致光栅10中心波长出现变化；同时，位于负方向的推杆9将远离同侧的悬臂梁6（负方向的悬臂梁6定义为第二悬臂梁），因此其仅受温度、自身重力等的影响，以此实现对第一悬臂梁的温度补偿。

    对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 

    此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，包括盒体、盒盖、一个摆锤、两个悬臂梁、两根光纤光栅和两个推杆，其特征在于，所述盒体与盒盖之间通过螺钉连接且采用密封胶密封形成一个封闭空间，所述摆锤由摆杆和质量块组成，所述光纤光栅由光纤和光栅组成，所述摆锤通过固定杆固定在盒体内的上侧壁，且摆杆与固定杆活动连接，所述悬臂梁的一端通过紧固螺钉固定在可拆卸的压块与盒底的固定座之间，所述两个悬臂梁对称设置在摆锤两侧，所述悬臂梁的另一端与推杆相贴合，所述两个推杆对称固定在质量块两侧，所述光栅通过专用胶黏贴在悬臂梁中央形成传感部件，所述盒体内两侧壁上对称布设两个传感部件，所述盒体外侧对称设有两个橡胶套管。

2.根据权利要求1所述的一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，其特征在于，所述盒体与盒盖形成的空间内部设有润滑油阻尼液。

3.根据权利要求1所述的一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，其特征在于，所述质量块底部设有一个定位螺钉，且定位螺钉的中心位置与摆锤垂直状态时的中轴线共线，所述定位螺钉直接拧入质量块底部螺孔后，保证移动和运输过程器件的安全性。

4.根据权利要求1所述的一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，其特征在于，所述盒体内全部的螺钉固定部位均使用硅胶密封。

5.根据权利要求1所述的一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，其特征在于，所述悬臂梁采用黄铜材质，所述推杆与摆杆采用膨胀系数小且硬度高的金属材质。

6.根据权利要求1所述的一种温度自补偿高灵敏度大量程FBG倾斜传感器，其特征在于，所述双光栅结构对称设置实现温度自补偿。