一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，包括具有安装内腔的传感器外壳、位移测量传导杆、梁固定支座和位于所述梁固定支座两侧并对称设置的光纤光栅位移传感部分，所述梁固定支座、光纤光栅位移传感部分均位于所述传感器外壳的安装内腔之内，单侧的所述光纤光栅位移传感部分主要由相互验证并用于测量结果校验的等位移弹簧变形光纤光栅测量部分和等强度梁弯曲光纤光栅测量部分组成，所述位移测量传导杆的测量位移量转换为所测物理量，所述所测物理量为等位移弹簧变形物理量和等强度梁弯曲变形物理量。本发明专利技术的有益效果：可以实现大量程的位移测量功能，测量结果更为准确和真实。

A kind of symmetrical large range FBG displacement sensor

The invention provides a symmetric large range fiber grating displacement sensor, which comprises a sensor housing with an inner cavity, a displacement measurement conducting rod, a beam fixed support and a fiber grating displacement sensing part symmetrically arranged on both sides of the beam fixed support. Both the beam fixed support and the fiber grating displacement sensing part are located in the installation inner cavity of the sensor housing The displacement sensing part of the fiber Bragg grating on one side is mainly composed of the equal displacement spring deformation fiber Bragg grating measuring part and the equal strength beam bending fiber Bragg grating measuring part which are mutually verified and used for the verification of the measurement results. The measured displacement of the displacement measuring conducting rod is converted into the measured physical quantity, and the measured physical quantity is the equal displacement spring deformation physical quantity and the equal strength beam bending physical quantity Deformation physical quantity. The invention has the advantages that the displacement measurement function of a large range can be realized, and the measurement result is more accurate and true.

【技术实现步骤摘要】
一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器
本专利技术涉及传感器，尤其涉及一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器。
技术介绍
近年来，光纤光栅传感器的研究与应用引起了广泛的关注，相比较传统的传感测量技术，光纤光栅传感技术具有很多明显的优点。比如光纤光栅具有结构形式灵活，耐高温，耐腐蚀，抗电磁干扰能力强，体积小，质量轻等特点，并被广泛应用于压力，变形，位移，流量，体积，流速等多种物理量测量。目前，位移传感器的设计与加工方法相对较为落后，位移的测量精度，响应时间，测量误差等，都不能满足工程监测的要求。由于裸光纤光栅传感单元非常纤细，而且其应力与温度灵敏度的系数都极小，不能直接用于位移，温度，压力等实际物理量的测量，所以需要根据测量环境以及所测物理量将光纤光栅传感单元进行设计和封装，加工成可以满足测量要求的光纤光栅传感器。同时，现有的位移光纤光栅传感器已有初步的研究成果，但是现有的测量位移的光纤光栅传感器的测试效果都有待提高，在位移准确性，精度，滞后时间等方面均不理想。因此，有必要研发一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，高效，快速地测量到位移真实值，并可以测量工程中出现的大位移等。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器。本专利技术提供了一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，包括具有安装内腔的传感器外壳、位移测量传导杆、梁固定支座和位于所述梁固定支座两侧并对称设置的光纤光栅位移传感部分，所述梁固定支座、光纤光栅位移传感部分均位于所述传感器外壳的安装内腔之内，单侧的所述光纤光栅位移传感部分主要由相互验证并用于测量结果校验的等位移弹簧变形光纤光栅测量部分和等强度梁弯曲光纤光栅测量部分组成，所述位移测量传导杆与所述传感器外壳为移动副，所述位移测量传导杆从外界穿入所述传感器外壳的安装内腔并分别与所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分、等强度梁弯曲光纤光栅测量部分连接，所述位移测量传导杆的测量位移量转换为所测物理量，所述所测物理量为所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分的等位移弹簧变形物理量和所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分的等强度梁弯曲变形物理量。作为本专利技术的进一步改进，所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分包括弹簧部光纤光栅测量单元、张拉弹簧挡块和等位移弹簧，所述位移测量传导杆与所述张拉弹簧挡块连接，所述张拉弹簧挡块与所述等位移弹簧的一端连接，所述等位移弹簧的另一端与所述传感器外壳连接，所述弹簧部光纤光栅测量单元设置在所述等位移弹簧的中部，所述位移测量传导杆将发生的位移通过所述张拉弹簧挡块传递到所述等位移弹簧上，所述弹簧部光纤光栅测量单元用于测量所述等位移弹簧对应发生位移所产生的应力。作为本专利技术的进一步改进，所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分包括楔形块、等强度梁、光滑导轨和等强度梁光纤光栅测量单元，所述位移测量传导杆与所述楔形块连接，所述光滑导轨设置在所述传感器外壳的安装内腔，所述楔形块上设有斜面，所述斜面分别与所述光滑导轨、等强度梁的一端滑动或者滚动连接，所述等强度梁的另一端与所述梁固定支座固定连接，所述等强度梁光纤光栅测量单元设置在所述等强度梁的中部，发生位移时，所述位移测量传导杆带动所述楔形块沿所述等强度梁的轴线方向移动，所述等强度梁的端部受到所述楔形块的斜面的压迫而发生弯曲，所述等强度梁光纤光栅测量单元用于测量所述等强度梁对应发生弯曲所产生的应力。作为本专利技术的进一步改进，所述楔形块的斜面的延长线与所述位移测量传导杆的轴线之间的夹角为锐角。作为本专利技术的进一步改进，所述楔形块的斜面的底部设有楔形块移动轮，所述楔形块移动轮位于所述光滑导轨上，所述等强度梁的一端连接有滑轮，所述滑轮与所述楔形块的斜面接触。作为本专利技术的进一步改进，所述楔形块为直角梯形状。作为本专利技术的进一步改进，所述等强度梁没有发生弯曲变形时的轴线方向与所述位移测量传导杆的轴线相平行。作为本专利技术的进一步改进，所述传感器外壳上设有供所述位移测量传导杆穿入的过孔，所述过孔上设有松套筒，所述位移测量传导杆穿过所述松套筒。本专利技术的有益效果是：通过上述方案，通过两侧对称设置相同的光纤光栅位移传感部分，可以实现大量程的位移测量功能，单侧的光纤光栅位移传感部分包括两种位移转换测量装置，分别为等位移弹簧变形光纤光栅测量部分和等强度梁弯曲光纤光栅测量部分，可互相平衡，并可以互相验证与修正测量结果，使得测量结果更为准确和真实。附图说明图1是本专利技术一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器的主视方向的示意图。图2是本专利技术一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器的俯视方向的示意图。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1至图2所示，一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，包括具有安装内腔的传感器外壳113、位移测量传导杆101、梁固定支座111和位于所述梁固定支座111两侧并对称设置的光纤光栅位移传感部分，所述梁固定支座111、光纤光栅位移传感部分均位于所述传感器外壳113的安装内腔之内，单侧的所述光纤光栅位移传感部分主要由相互验证并用于测量结果校验的等位移弹簧变形光纤光栅测量部分和等强度梁弯曲光纤光栅测量部分组成，所述位移测量传导杆101与所述传感器外壳113为移动副，所述位移测量传导杆101从外界穿入所述传感器外壳113的安装内腔并分别与所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分、等强度梁弯曲光纤光栅测量部分连接，所述位移测量传导杆101的测量位移量转换为所测物理量，所述所测物理量为所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分的等位移弹簧变形物理量和所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分的等强度梁弯曲变形物理量。如图1至图2所示，所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分包括弹簧部光纤光栅测量单元104、张拉弹簧挡块106和等位移弹簧105，所述位移测量传导杆101与所述张拉弹簧挡块106连接，所述张拉弹簧挡块106与所述等位移弹簧105的一端连接，所述等位移弹簧105的另一端通过弹簧固定支座103与所述传感器外壳113的内壁连接，所述弹簧部光纤光栅测量单元104设置在所述等位移弹簧105的中部，所述位移测量传导杆101将发生的位移通过所述张拉弹簧挡块106传递到所述等位移弹簧105上，所述弹簧部光纤光栅测量单元104用于测量所述等位移弹簧105对应发生位移所产生的应力。如图1至图2所示，所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分包括楔形块107、等强度梁109、光滑导轨112和等强度梁光纤光栅测量单元110，所述位移测量传导杆101与所述楔形块107连接，所述光滑导轨112设置在所述传感器外壳113的安装内腔，所述楔形块107上设有斜面114，所述斜面114分别与所述光滑导轨112、等强度梁109的一端滑动或者滚动连接，所述等强度梁109的另一端与所述梁固定支座111固定连接，所述等强度梁光纤光栅测量单元110设置在所述等强度梁109的中部，发生位移时，所述位移测量传导杆101带动所述楔形块107沿所述等强度梁109的轴线方向移动，所述等强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，其特征在于：包括具有安装内腔的传感器外壳、位移测量传导杆、梁固定支座和位于所述梁固定支座两侧并对称设置的光纤光栅位移传感部分，所述梁固定支座、光纤光栅位移传感部分均位于所述传感器外壳的安装内腔之内，单侧的所述光纤光栅位移传感部分主要由相互验证并用于测量结果校验的等位移弹簧变形光纤光栅测量部分和等强度梁弯曲光纤光栅测量部分组成，所述位移测量传导杆与所述传感器外壳为移动副，所述位移测量传导杆从外界穿入所述传感器外壳的安装内腔并分别与所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分、等强度梁弯曲光纤光栅测量部分连接，所述位移测量传导杆的测量位移量转换为所测物理量，所述所测物理量为所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分的等位移弹簧变形物理量和所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分的等强度梁弯曲变形物理量。/n

【技术特征摘要】
1.一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，其特征在于：包括具有安装内腔的传感器外壳、位移测量传导杆、梁固定支座和位于所述梁固定支座两侧并对称设置的光纤光栅位移传感部分，所述梁固定支座、光纤光栅位移传感部分均位于所述传感器外壳的安装内腔之内，单侧的所述光纤光栅位移传感部分主要由相互验证并用于测量结果校验的等位移弹簧变形光纤光栅测量部分和等强度梁弯曲光纤光栅测量部分组成，所述位移测量传导杆与所述传感器外壳为移动副，所述位移测量传导杆从外界穿入所述传感器外壳的安装内腔并分别与所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分、等强度梁弯曲光纤光栅测量部分连接，所述位移测量传导杆的测量位移量转换为所测物理量，所述所测物理量为所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分的等位移弹簧变形物理量和所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分的等强度梁弯曲变形物理量。


2.根据权利要求1所述的对称式大量程的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分包括弹簧部光纤光栅测量单元、张拉弹簧挡块和等位移弹簧，所述位移测量传导杆与所述张拉弹簧挡块连接，所述张拉弹簧挡块与所述等位移弹簧的一端连接，所述等位移弹簧的另一端与所述传感器外壳连接，所述弹簧部光纤光栅测量单元设置在所述等位移弹簧的中部，所述位移测量传导杆将发生的位移通过所述张拉弹簧挡块传递到所述等位移弹簧上，所述弹簧部光纤光栅测量单元用于测量所述等位移弹簧对应发生位移所产生的应力。


3.根据权利要求1所述的对称式大量程的光纤光栅位移传感器，其特征在于：所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分包括楔形块、等强度梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖克龙，乔石，陆钊，周文龙，肖颖，柯志伟，杨谊华，黄道国，韩斌，张桂珍，王晓杰，
申请(专利权)人：深圳市基础工程有限公司，深圳市港科岩土工程技术咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44