CN210198402U - 一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器，包括壳体、质量块、包含两段光栅的光纤、轴向限位装置，所述壳体内开设有凹槽，所述质量块固定在所述两段光栅中间的光纤上，且位于所述凹槽内，且为中心对称，所述轴向限位装置限制所述质量块的轴向移动距离。本实用新型通过在壳体内部设置用于对质量块限位的轴向限位装置，能够在传感器运输过程中，通过旋转调节旋钮，实现对质量块固定和限位，有效的避免了由于在运输过程中振动过大而导致的光纤光栅损坏的情况；同时，在测量过程中，也可以通过旋转调节旋钮，调节质量块运动的范围，进而限定传感器的量程，避免因为测量超过量程而损坏传感器。

Description

一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器

技术领域

本实用新型涉及惯性传感器设备技术领域，具体为一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器。

背景技术

光纤光栅作为一种波长器件，在光通信和传感领域具有广泛的应用前景，以波长为检测对象可实现诸多物理量的测量。而FBG加速度检波技术是近几年的一个非常热门的研究方向，其本质是实现对振动信号的加速度、振动幅值以及振动频率等基本物理量的测量。当被测物体发生振动时，引起传感器内质量块的振动，在质量块的惯性力作用下，与质量块联接的光栅产生拉伸和压缩，光栅测量运动方向上的振动信号，实现振动信号检测和解释。

专利“一种利用横向力改变绳的应变的方法和其在光纤光栅加速度计中的应用”(专利号：ZL201310415482.2，发明人：李阔)和论文“Biaxial fiber Bragg gratingaccelerometer using axial and transverse forces”(Kuo Li et al,IEEE PhotonicsTechnology Letters,vol.26,no.15,pp.1549-1552,2014)都使用了双光栅，并将质量块(也称为惯性元件)固定在两段光栅的中间的光纤上，实现了双轴测量。但是，在类似结构中，由于质量块没有固定装置，光纤光栅传感器在运输或测量过程中，容易产生超量程振动而损坏传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器，包括壳体、质量块、包含两段光栅的光纤、轴向限位装置，所述壳体内开设有凹槽，所述质量块固定在所述两段光栅中间的光纤上，且位于所述凹槽内，且为中心对称，所述光纤位于所述质量块的中心对称轴上，所述轴向限位装置限制所述质量块的轴向移动距离。

优选的，所述轴向限位装置包括两个轴向限位滑块和两个轴向调节轴，所述轴向限位滑块通过滑槽分别设置在壳体凹槽两端，所述轴向调节轴上开设有螺纹，且与单个对应的轴向限位滑块分别螺纹连接，所述轴向调节轴延伸至壳体外的两端上分别设置有调节旋钮。

优选的，所述轴向限位装置包括两个轴向限位滑块和一个轴向调节轴，所述轴向限位滑块通过滑槽分别设置在壳体凹槽两端，所述轴向调节轴两端分别开设有旋向相反螺纹，且与两个轴向限位滑块螺纹连接，所述轴向调节轴延伸至壳体外的一端上设置有调节旋钮。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在壳体内部设置用于对质量块限位的轴向限位装置，能够在传感器运输过程中，通过旋转调节旋钮，使得轴向滑块实现对质量块固定和限位，有效的避免了由于在运输过程中振动过大而导致的光纤光栅损坏的情况；同时，在测量过程中，也可以通过旋转调节旋钮，调节轴向滑块与质量块之间的距离，以便保证质量块运动的范围，进而限定传感器的量程，避免因为测量超量程而损坏传感器。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型的仰视图。

图中：1壳体、2质量块、3光纤、31左光栅、32右光栅、4轴向限位装置、41轴向限位滑块、42轴向调节轴、43调节旋钮、5光纤固定点。

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：

一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器，包括壳体1、质量块2、包含两段光栅的光纤3、轴向限位装置4，壳体1内开设有凹槽，质量块2固定在两段光栅中间的光纤3上，且位于凹槽内，且为中心对称，光纤3在光纤固定点5内通过胶水与壳体1固定，光纤3两端上分别设置左光栅31和右光栅32，左光栅31和右光栅32形成双光栅光纤；光纤3位于质量块2的中心对称轴上，轴向限位装置4限制质量块2的轴向移动距离。质量块2可以为圆球、圆柱、长方体等中心对称结构。当传感器感测到加速度或者倾斜时，质量块2会带动光纤运动，使得光栅的长度发生改变。通过光栅长度的改变量，可以推出加速度或者倾斜的大小和方向。详细原理，可以参考上述两个参考文献。

轴向限位装置4包括两个轴向限位滑块41和两个轴向调节轴42，轴向限位滑块41通过滑槽分别设置在壳体1凹槽两端，两个轴向调节轴42上开设有螺纹，且与单个对应的轴向限位滑块41分别螺纹连接，轴向调节轴42延伸至壳体1外的两端上分别设置有调节旋钮43，通过分别旋转旋钮43，分别调节两个轴向限位滑块41与质量块2之间的距离，实现对质量块2的固定和限位。轴向限位装置4也可以用两个螺丝来实现：螺丝头为旋转旋钮43；螺杆为轴向调节轴42；螺丝的顶部为轴向限位滑块41。

实施例二：

与实施例一不同之处在于：轴向调节轴42设置为一个，轴向调节轴42两端分别开设有旋向相反螺纹，且与两个轴向限位滑块41螺纹连接。通过旋转旋转旋钮43，在轴向调节轴42上反向螺纹的作用下，两个轴向限位滑块41同步靠近或远离质量块2，进而实现对质量块2的固定和限位。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器，包括壳体(1)、质量块(2)、包含两段光栅的光纤(3)、轴向限位装置(4)，其特征在于：所述壳体(1)内开设有凹槽，所述质量块(2)固定在所述两段光栅中间的光纤(3)上，且位于所述凹槽内，且为中心对称，所述光纤(3)位于所述质量块(2)的中心对称轴上，所述轴向限位装置(4)限制所述质量块(2)的轴向移动距离。

2.根据权利要求1所述的一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器，其特征在于：所述轴向限位装置(4)包括轴向限位滑块(41)和轴向调节轴(42)，所述轴向限位滑块(41)通过滑槽分别设置在壳体(1)凹槽两端，所述轴向调节轴(42)上开设有螺纹，且与单个或两个轴向限位滑块(41)螺纹连接，所述轴向调节轴(42)延伸至壳体(1)外的一端上设置有调节旋钮(43)。

3.根据权利要求2所述的一种轴向限位式双光栅光纤惯性传感器，其特征在于：所述轴向限位装置(4)包括两个轴向限位滑块(41)和一个轴向调节轴(42)，所述轴向限位滑块(41)通过滑槽分别设置在壳体(1)凹槽两端，所述轴向调节轴(42)两端分别开设有旋向相反螺纹，且与两个轴向限位滑块(41)螺纹连接，所述轴向调节轴(42)延伸至壳体(1)外的一端上设置有调节旋钮(43)。

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