CN204346385U - 一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 - 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，具体公开了一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器，包括盒体、盒盖、摆锤、悬臂梁和连接杆，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，所述盒体与盒盖之间通过螺钉连接形成一个密封空间，所述摆锤悬挂在盒体内的上侧壁，所述悬臂梁通过紧固螺钉与压块固定在盒底的固定座上，所述摆锤与悬臂梁的自由端通过连接杆进行连接，所述光栅通过专用胶黏贴在悬臂梁中央，所述盒体外侧对称设有两个橡胶套管。本实用新型可实现较大范围的倾角测量，可调整传感器的灵敏度且灵敏度高，测量精度高，损耗低，易于实现应用。

Description

一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器

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，尤其是一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 。

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、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高灵敏度大量程的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：

一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，包括盒体、盒盖、摆锤、悬臂梁、光纤光栅和连接杆，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，所述盒体与盒盖之间通过螺钉连接形成一个密封空间，所述摆锤悬挂在盒体内的上侧壁，所述悬臂梁通过紧固螺钉与压块固定在盒底的固定座上，所述摆锤与悬臂梁的自由端通过连接杆进行连接，所述连接杆的位置根据量程需求进行调整，所述悬臂梁随摆杆的偏转出现相应的受力弯曲，且悬臂梁的长度根据量程的需求进行调整，所述光栅通过专用胶黏贴在悬臂梁中央，且光栅的黏贴位置根据灵敏度的需求进行调整，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：所述质量块两侧设有限位块，保证光栅不被拉断。 

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，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：所述连接杆与悬臂梁和摆锤的连接方式均为硬性连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述连接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，且二者不存在矛盾性影响。 

作为本实用新型进一步的方案：所述悬臂梁采用黄铜材质，所述连接杆与摆杆采用膨胀系数比黄铜材质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：所述盒体内全部的螺钉固定部位均使用硅胶密封。 

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，通过调整连接杆与摆锤摆杆的连接位置，可调整传感器的测量范围，可实现较大范围的倾角测量；通过调整连接杆与悬臂梁的连接位置，可调整传感器的灵敏度，且灵敏度高；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，且光纤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一的整体结构示意图；

图3为本实用新型延展设计方案二的整体结构示意图；

    图中：1-盒体、2-摆杆、3-质量块、4-限位块、5-定位螺钉、6-固定座、7-橡胶套管、8-压块、9-紧固螺钉、10-悬臂梁、11-光纤、12-连接杆、13-控制杆、14-滑轮、15-轴线、16-扣环、17-光栅。

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，一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，包括盒体1、盒盖、摆锤、悬臂梁10、光纤光栅和连接杆12，所述摆锤由摆杆2和质量块3组成，所述光纤光栅由光纤11和光栅17组成，所述盒体1与盒盖之间通过螺钉连接形成一个密封空间，且盒体1与盒盖形成的空间内部设有润滑油阻尼液，所述摆锤悬挂在盒体1内的上侧壁，所述质量块3两侧设有限位块4，所述质量块3底部设有一个定位螺钉5，且定位螺钉5的中心位置与摆锤垂直状态时的中轴线共线，所述悬臂梁10通过紧固螺钉9与压块8固定在盒底的固定座6上，所述摆锤与悬臂梁10的自由端通过连接杆12进行连接，且连接杆12与悬臂梁10和摆锤的连接方式均为硬性连接，所述连接杆12的位置根据量程需求进行调整，所述悬臂梁10随摆杆2的偏转出现相应的受力弯曲，且悬臂梁10的长度根据量程的需求进行调整，所述光栅17通过专用胶黏贴在悬臂梁10中央，且光栅17的黏贴位置根据灵敏度的需求进行调整，所述盒体1外侧对称设有两个橡胶套管7，所述光纤11将分别从橡胶套管7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：该方案利用控制杆13将摆锤的摆杆2与悬臂梁10的自由端连接，该连接为活动连接，其中，控制杆13的端头为滚圆形，悬臂梁伸入控制杆13内部一定长度，当摆锤出现偏转时，悬臂梁10受到控制杆13作用力影响随之发生弯曲，导致黏贴在悬臂梁10上的光栅17中心波长出现变化。

实施例三

请参阅图3，本实用新型实施例中，与实施例一的区别在于：该方案利用滑轮14和轴线15，将摆锤的摆杆2与悬臂梁10的自由端连接，当摆锤随外界倾斜出现偏转时，连接悬臂梁10和摆杆2的轴线15随摆锤的偏转受到一定拉力，轴线15的拉力同时又作用于悬臂梁10的自由端，使悬臂梁10也随之发生弯曲，导致黏贴在悬臂梁10上的光栅17中心波长出现变化。

    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 (7)

1.一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，包括盒体、盒盖、摆锤、悬臂梁和连接杆，其特征在于，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，所述盒体与盒盖之间通过螺钉连接形成一个密封空间，所述摆锤悬挂在盒体内的上侧壁，所述悬臂梁通过紧固螺钉与压块固定在盒底的固定座上，所述摆锤与悬臂梁的自由端通过连接杆进行连接，所述光栅通过专用胶黏贴在悬臂梁中央，所述盒体外侧对称设有两个橡胶套管。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，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所述的一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，其特征在于，所述质量块两侧设有限位块，保证光栅不被拉断。

4.根据权利要求1所述的一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，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，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。

5.根据权利要求1所述的一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，其特征在于，所述悬臂梁采用黄铜材质，所述连接杆与摆杆采用膨胀系数比黄铜材质膨胀系数小且硬度高的金属材质。

6.根据权利要求1所述的一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，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。

7.根据权利要求1所述的一种高灵敏度大量程的光纤光栅倾斜传感器 ，其特征在于，所述连接杆与悬臂梁和摆锤的连接方式均为硬性连接，所述控制杆与悬臂梁的连接方式为活动连接。