一种光纤光栅位移传感器制造技术

本实用新型专利技术提供的一种光纤光栅位移传感器，包括壳体、导向腔、光纤、两光纤光栅、悬臂梁、拉杆、固定块和压块。壳体内设置有导向腔，导向腔内设置有水平的悬臂梁，悬臂梁底部固定设置有两光纤光栅，两光纤光栅均与光纤的一端连接，光纤穿过导向腔并向壳体外部延伸；悬臂梁上开设有一通孔，通孔内设置有拉杆，拉杆沿铅垂方向竖直向下延伸，拉杆的底部设置有固定块，固定块与导向腔底部固定连接。本实用新型专利技术感知到外部位移量后，会带动拉杆运动，悬臂梁的细微变化会被悬臂梁底部的两个光纤光栅检测到；导向腔及壳体能使传感器内部环境封闭且稳定；采用拉杆与悬臂梁进行刚性连接，取代常见的弹簧部件，不会发生弹簧部件失效的风险。

A Fiber Bragg Grating Displacement Sensor

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅位移传感器
本技术涉及传感检测领域，尤其涉及一种光纤光栅位移传感器。
技术介绍
光纤光栅是用紫外曝光等方法在光纤上写制光栅的一种光子器件，其对外界的压力、应变、温度等因素非常敏感，由于其波长解调不受光强影响，光纤光栅抗腐蚀、不受辐射和电磁干扰影响，使用寿命长，灵敏度高，已在工程测量中得到了普遍的使用。现有的光纤光栅位移传感器普遍采用弹簧作为形变部件拉动光纤光栅，弹簧长期承受形变，使用寿命有限，存在失效的可能，影响长期位移监测的连贯性。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种采用间接传递位移量、防护效果好、内部环境稳定、使用寿命长的光纤光栅位移传感器。本技术的技术方案是这样实现的：一种光纤光栅位移传感器，包括壳体(1)、导向腔(2)、光纤(3)、两光纤光栅(4)和悬臂梁(5)，所述壳体(1)内设置有导向腔(2)，导向腔(2)内设置有水平的悬臂梁(5)，悬臂梁(5)底部固定设置有两光纤光栅(4)，两光纤光栅(4)均与光纤(3)的一端连接，光纤(3)穿过导向腔(2)并向壳体外部延伸；悬臂梁(5)上开设有一通孔(51)，通孔(51)内设置有拉杆(6)，拉杆(6)沿铅垂方向竖直向下延伸，导向腔(2)的底部设置有固定块(7)，固定块(7)与导向腔(2)底部固定连接，拉杆(6)的末端贯穿固定块(7)且向壳体(1)底部延伸，拉杆(6)与固定块(7)滑动连接。在以上技术方案的基础上，优选的，所述导向腔(2)由对称设置的两封装壳(21)合围而成，封装壳(21)包括第一连接段(22)和第二连接段(23)，第一连接段(22)和第二连接段(23)内部中空；第一连接段(22)底部与第二连接段(23)顶部固定连接，第一连接段(22)的顶部与第二连接段(23)的底部分别与壳体(1)的内壁固定连接，第二连接段(23)底部设置有固定块(7)。进一步优选的，所述第一连接段(22)开设有环形凹槽(24)，环形凹槽(24)的高度与悬臂梁(5)的厚度相同，环形凹槽(24)下方的第一连接段(22)的侧壁上开设有光纤放置孔(25)。在以上技术方案的基础上，优选的，所述两光纤光栅(4)均设置在悬臂梁(5)的水平中心轴上，一光纤光栅(4)的顶面与悬臂梁(5)的底面固定连接，其底面与另一光纤光栅(4)的顶面固定连接。在以上技术方案的基础上，优选的，所述悬臂梁(5)上的通孔(51)的直接大于拉杆(6)的直径。进一步优选的，所述拉杆(6)上固设有若干压块(8)，压块(8)的侧面与通孔(51)的端部固定连接。更进一步优选的，所述压块(8)的竖直横截面为梯形。在以上技术方案的基础上，优选的，所述悬臂梁(5)的水平横截面为梯形。在以上技术方案的基础上，优选的，所述通孔(51)设置在悬臂梁(5)的水平中心轴上。本技术提供的一种光纤光栅位移传感器，相对于现有技术，具有以下有益效果：(1)外部位移量会带动拉杆运动，拉杆将位移传递给悬臂梁，悬臂梁在位移量的作用下产生挠度，悬臂梁的细微变化会被悬臂梁底部的两个光纤光栅检测到，光纤光栅的反射中心波长会发生漂移，经光纤与外部解调器连接后即可得到被测的位移量；(2)导向腔及壳体能使传感器内部环境封闭且稳定，两个光纤光栅均位于同一导向腔内，不易受到外部干扰；(3)采用拉杆与悬臂梁进行刚性连接，取代常见的弹簧部件，不会发生弹簧部件失效的风险，可提高传感器的使用寿命；(4)两个光纤光栅和通孔沿着悬臂梁的水平中心轴线延伸，检测过程更加稳定和可靠。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一种光纤光栅位移传感器的主视图；图2为图1的A-A向正剖视图；图3为本技术一种光纤光栅位移传感器的封装壳的正剖视图；图4为本技术一种光纤光栅位移传感器的悬臂梁的立体图；图5为本技术一种光纤光栅位移传感器的压块的立体图。具体实施方式下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，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方式，都属于本技术保护的范围。由图1结合图2可知，本技术提供的一种光纤光栅位移传感器，包括壳体1、导向腔2、光纤3、两光纤光栅4、悬臂梁5、拉杆6、固定块7和压块8。壳体1内设置有导向腔2，导向腔2内设置有水平的悬臂梁5，悬臂梁5底部固定设置有两光纤光栅4，两光纤光栅4均与光纤3的一端连接，光纤3穿过导向腔2并向壳体外部延伸；悬臂梁5上开设有一通孔51，通孔51内设置有拉杆6，拉杆6沿铅垂方向竖直向下延伸，导向腔2的底部设置有固定块7，固定块7与导向腔2底部固定连接，拉杆6的末端贯穿固定块7且向壳体1底部延伸，拉杆6与固定块7滑动连接。壳体1和导向腔2共同起到对光纤3和两光纤光栅4的保护作用，在导向腔2形成密闭的空间，使两光纤光栅4处于相对稳定的检测环境中，不易受到外部环境因素的干扰。悬臂梁5和拉杆6能够实现位移量的间接传递，将位移量变成悬臂梁5沿竖直方向的挠度。如图3所示，导向腔2由对称设置的两封装壳21合围而成，封装壳21包括第一连接段22和第二连接段23，第一连接段22和第二连接段23内部中空；第一连接段22底部与第二连接段23顶部固定连接，第一连接段22的顶部与第二连接段23的底部分别与壳体1的内壁固定连接，第二连接段23底部设置有固定块7。第一连接段22开设有环形凹槽24，环形凹槽24的高度与悬臂梁5的厚度相同，环形凹槽24下方的第一连接段22的侧壁上开设有光纤放置孔25。导向腔2上的环形凹槽24和光纤放置孔25用于对悬臂梁5和光纤3进行固定。两光纤光栅4均设置在悬臂梁5的水平中心轴上，一光纤光栅4的顶面与悬臂梁5的底面固定连接，其底面与另一光纤光栅4的顶面固定连接。通孔51设置在悬臂梁5的水平中心轴上。两个光纤光栅4和通孔51沿着悬臂梁5的水平中心轴线延伸，检测过程更加稳定和可靠。如图3所示，作为本技术的进一步改进，悬臂梁5上的通孔51的直接大于拉杆6的直径。拉杆6上固设有若干压块8，压块8的侧面与通孔51的端部固定连接。压块8的竖直横截面为梯形。悬臂梁5的水平横截面为梯形。拉杆6不是直接与悬臂梁5连接，而是通过压块8进行间接传递位移量，采用拉杆6取代常见的弹簧部件，不会发生弹簧部件失效的风险，可提高传感器的使用寿命和可靠性。以上所述仅为本技术的较佳实施方式而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤光栅位移传感器，包括壳体(1)、导向腔(2)、光纤(3)、两光纤光栅(4)和悬臂梁(5)，所述壳体(1)内设置有导向腔(2)，导向腔(2)内设置有水平的悬臂梁(5)，悬臂梁(5)底部固定设置有两光纤光栅(4)，两光纤光栅(4)均与光纤(3)的一端连接，光纤(3)穿过导向腔(2)并向壳体外部延伸；其特征在于：所述悬臂梁(5)上开设有一通孔(51)，通孔(51)内设置有拉杆(6)，拉杆(6)沿铅垂方向竖直向下延伸，导向腔(2)的底部设置有固定块(7)，固定块(7)与导向腔(2)底部固定连接，拉杆(6)的末端贯穿固定块(7)且向壳体(1)底部延伸，拉杆(6)与固定块(7)滑动连接。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅位移传感器，包括壳体(1)、导向腔(2)、光纤(3)、两光纤光栅(4)和悬臂梁(5)，所述壳体(1)内设置有导向腔(2)，导向腔(2)内设置有水平的悬臂梁(5)，悬臂梁(5)底部固定设置有两光纤光栅(4)，两光纤光栅(4)均与光纤(3)的一端连接，光纤(3)穿过导向腔(2)并向壳体外部延伸；其特征在于：所述悬臂梁(5)上开设有一通孔(51)，通孔(51)内设置有拉杆(6)，拉杆(6)沿铅垂方向竖直向下延伸，导向腔(2)的底部设置有固定块(7)，固定块(7)与导向腔(2)底部固定连接，拉杆(6)的末端贯穿固定块(7)且向壳体(1)底部延伸，拉杆(6)与固定块(7)滑动连接。2.如权利要求1所述的一种光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述导向腔(2)由对称设置的两封装壳(21)合围而成，封装壳(21)包括第一连接段(22)和第二连接段(23)，第一连接段(22)和第二连接段(23)内部中空；第一连接段(22)底部与第二连接段(23)顶部固定连接，第一连接段(22)的顶部与第二连接段(23)的底部分别与壳体(1)的内壁固定连接，第二连接段(23)底部设置有固定块(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗堂，李智，徐炎兵，王伟，尚思良，夏浩，戚闪坡，姜黎，朱鑫，张明峻，魏小龙，吴军杰，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，武汉中电工程检测有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42