一種溫度自補償高靈敏度大量程fbg傾斜傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及光纖光柵傳感器技術及傾斜測量領域，具體公開了一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，包括盒體、盒蓋、一個擺錘、兩個懸臂梁、兩根光纖光柵和兩個推桿，所述盒體與盒蓋之間通過螺釘連接形成一個封閉空間，所述擺錘由擺桿和質量塊組成，所述光纖光柵由光纖和光柵組成，所述擺錘通過固定桿固定在盒體內的上側壁，所述懸臂梁的一端通過緊固螺釘固定在壓塊與固定座之間，所述懸臂梁對稱設置在擺錘兩側，所述懸臂梁的另一端與推桿相貼合，所述光柵通過專用膠黏貼在懸臂梁中央形成傳感部件。本實用新型可實現傳感器的溫度自補償，可實現較大范圍的傾角測量，調整傳感器的靈敏度高，測量精度高，損耗低，易于實現應用。
【專利說明】一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光纖光柵傳感器技術及傾斜測量領域，尤其是一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器。
【背景技術】
[0002]目前，世界主要廠家生產的結構傾斜傳感器多基于液體擺動式、振弦式、力平衡式三種原理制作，但是普遍存在測量范圍與精度的局限，且不適于遠程傳輸監測。因此，新型的光纖光柵傾斜傳感器被提出，并得到探索和研究。而現有的光纖光柵傾斜傳感器，主要采用直接黏貼與擺錘擺桿的方式進行測量，但在實際應用時，卻存在可測量范圍小、靈敏度低、產品體積大且盒內光纖不易盤纖、量程與靈敏度不能根據實際需求進行調整等問題；因此應該對現有技術進行改進。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本實用新型旨在提供一種結構簡單且靈敏度與量程均可調的溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器。
[0004]為實現該技術目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，包括盒體、盒蓋、一個擺錘、兩個懸臂梁、兩根光纖光柵和兩個推桿，所述盒體與盒蓋之間通過螺釘連接且采用密封膠密封形成一個封閉空間，所述擺錘由擺桿和質量塊組成，所述光纖光柵由光纖和光柵組成，所述擺錘通過固定桿固定在盒體內的上側壁，且擺桿與固定桿活動連接，所述懸臂梁的一端通過緊固螺釘固定在可拆卸的壓塊與盒底的固定座之間，所述兩個懸臂梁對稱設置在擺錘兩側，所述懸臂梁的另一端與推桿相貼合，所述兩個推桿對稱固定在質量塊兩側，所述其中一個懸臂梁隨推桿的偏轉出現相應的受力彎曲，所述另一個懸臂梁不受推桿作用，所述光柵通過專用膠黏貼在懸臂梁中央形成傳感部件，所述盒體內兩側壁上對稱布設兩個傳感部件，監測傾斜的同時實現溫度自補償，所述盒體外側對稱設有兩個橡膠套管。
[0006]作為本實用新型進一步的方案:所述盒體與盒蓋形成的空間內部設有潤滑油阻尼液。
[0007]作為本實用新型進一步的方案:所述質量塊底部設有一個定位螺釘，且定位螺釘的中心位置與擺錘垂直狀態時的中軸線共線，所述定位螺釘直接擰入質量塊底部螺孔后，保證移動和運輸過程器件的安全性。
[0008]作為本實用新型進一步的方案:所述擺桿的位置根據量程需求進行調整。
[0009]作為本實用新型進一步的方案:所述光柵的黏貼位置根據靈敏度的需求進行調難
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[0010]作為本實用新型進一步的方案:所述懸臂梁的長度根據量程的需求進行調整，
[0011]作為本實用新型進一步的方案:所述盒體內全部的螺釘固定部位均使用硅膠密封。
[0012]作為本實用新型進一步的方案:所述根據靈敏度、量程的需求確定固定座的厚度，保證光柵不被拉斷，可以重復使用。
[0013]作為本實用新型進一步的方案:所述懸臂梁采用黃銅材質，所述推桿與擺桿采用膨脹系數小且硬度高的金屬材質。
[0014]作為本實用新型進一步的方案:所述擺桿的位置決定量程的大小，所述光柵的位置決定靈敏度的大小。
[0015]作為本實用新型進一步的方案:所述雙光柵結構對稱設置實現溫度自補償。
[0016]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:采用光纖光柵傳感技術及懸臂梁結構，通過調整推桿在擺錘上的固定位置，可調整傳感器的測量范圍，可實現較大范圍的傾角測量；通過調整推桿與懸臂梁的接觸位置，可調整傳感器的靈敏度且靈敏度高；采用雙光柵結構，可以實現傳感器的溫度自補償；采用的光纖光柵傳感技術，具有抗電磁干擾、分布式測量的特點；測量精度高；產品結構簡單且光柵位于盒體內一側，利于盒內光纖的盤纖及保護，能夠降低損耗，易于實現應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型延展設計方案的整體結構示意圖；
[0019]圖中:1-盒體、2-固定桿、3-擺桿、4-橡膠套管、5-固定座、6-懸臂梁、7-定位螺釘、8_質量塊、9-推桿、10-光柵、11-光纖、12-緊固螺釘、13-壓塊。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]實施例一
[0022]請參閱圖1，本實用新型實施例中，一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，包括盒體1、盒蓋、一個擺錘、兩個懸臂梁6、兩根光纖光柵和兩個推桿9，所述盒體I與盒蓋之間通過螺釘連接且采用密封膠密封形成一個封閉空間，且盒體I與盒蓋形成的空間內部設有潤滑油阻尼液，所述擺錘由擺桿3和質量塊8組成，所述光纖光柵由光纖11和光柵10組成，所述擺錘通過固定桿2固定在盒體I內的上側壁，且擺桿3與固定桿2活動連接，所述擺桿3的位置根據量程需求進行調整，所述質量塊8底部設有一個定位螺釘7，且定位螺釘7的中心位置與擺錘垂直狀態時的中軸線共線，所述定位螺釘7直接擰入質量塊8底部螺孔后，保證移動和運輸過程器件的安全性，所述懸臂梁6的一端通過緊固螺釘12固定在可拆卸的壓塊13與盒底的固定座5之間，所述兩個懸臂梁6對稱設置在擺錘兩側，所述懸臂梁6的另一端與推桿9相貼合，所述兩個推桿9對稱固定在質量塊8兩側，所述其中一個懸臂梁6隨推桿9的偏轉出現相應的受力彎曲，所述另一個懸臂梁6不受推桿9作用，所述光柵10通過專用膠黏貼在懸臂梁6中央形成傳感部件，所述光柵10的黏貼位置根據靈敏度的需求進行調整，所述盒體I內兩側壁上對稱布設兩個傳感部件，監測傾斜的同時實現溫度自補償，所述懸臂梁6的長度根據量程的需求進行調整，所述盒體I外側對稱設有兩個橡膠套管，所述光纖11將分別從橡膠套管4中穿出，并與外界光纜連接實現信號輸送。
[0023]實施例二
[0024]請參閱圖2，本實用新型實施例中，與實施例一的區別在于:該方案將推桿9固定在擺桿3上，實現更大量程的測量。
[0025]本實用新型的工作原理:當外界發生傾斜時，擺錘隨之出現偏轉，由于擺錘兩側各連接一個推桿9,位于正方向(擺桿3偏轉的方向為正向)的推桿9將推動同側的懸臂梁6(正方向的懸臂梁6定義為第一懸臂梁)，使之發生彎曲，引起黏貼在該懸臂梁6表面的光柵10受到壓力作用，導致光柵10中心波長出現變化；同時，位于負方向的推桿9將遠離同側的懸臂梁6 (負方向的懸臂梁6定義為第二懸臂梁)，因此其僅受溫度、自身重力等的影響，以此實現對第一懸臂梁的溫度補償。
[0026]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0027]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，包括盒體、盒蓋、一個擺錘、兩個懸臂梁、兩根光纖光柵和兩個推桿，其特征在于，所述盒體與盒蓋之間通過螺釘連接且采用密封膠密封形成一個封閉空間，所述擺錘由擺桿和質量塊組成，所述光纖光柵由光纖和光柵組成，所述擺錘通過固定桿固定在盒體內的上側壁，且擺桿與固定桿活動連接，所述懸臂梁的一端通過緊固螺釘固定在可拆卸的壓塊與盒底的固定座之間，所述兩個懸臂梁對稱設置在擺錘兩側，所述懸臂梁的另一端與推桿相貼合，所述兩個推桿對稱固定在質量塊兩側，所述光柵通過專用膠黏貼在懸臂梁中央形成傳感部件，所述盒體內兩側壁上對稱布設兩個傳感部件，所述盒體外側對稱設有兩個橡膠套管。
2.根據權利要求1所述的一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，其特征在于，所述盒體與盒蓋形成的空間內部設有潤滑油阻尼液。
3.根據權利要求1所述的一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，其特征在于，所述質量塊底部設有一個定位螺釘，且定位螺釘的中心位置與擺錘垂直狀態時的中軸線共線，所述定位螺釘直接擰入質量塊底部螺孔后，保證移動和運輸過程器件的安全性。
4.根據權利要求1所述的一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，其特征在于，所述盒體內全部的螺釘固定部位均使用硅膠密封。
5.根據權利要求1所述的一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，其特征在于，所述懸臂梁采用黃銅材質，所述推桿與擺桿采用膨脹系數小且硬度高的金屬材質。
6.根據權利要求1所述的一種溫度自補償高靈敏度大量程FBG傾斜傳感器，其特征在于，所述雙光柵結構對稱設置實現溫度自補償。
【文檔編號】G01C9/02GK204115725SQ201420670439
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】楊亦飛, 李娜 申請人:上海光柵信息技術有限公司