一種基于光纖光柵的位移傳感器的制造方法
【專利摘要】一種基于光纖光柵的位移傳感器，探桿的一端穿過殼體上的孔與楔塊連接，楔塊在軸向設(shè)有開口腔體，伸縮桿的一端處于開口腔體內(nèi)，另一端固定在殼體上，伸縮桿上設(shè)置有伸縮彈簧；在殼體的內(nèi)設(shè)有上墊塊和下墊塊，上墊塊與上等強度梁的一端相連，上等強度梁的另一端與上支桿相連，上支桿與楔塊的上側(cè)相連，下墊塊通過下等強度梁與下支桿相連，下支桿與楔塊下側(cè)相連；上等強度梁和下等強度梁上分別設(shè)有上光纖光柵和下光纖光柵；探桿推動楔塊前進,導(dǎo)致伸縮桿向開口腔體伸入，上等強度梁和下等強度梁產(chǎn)生彎曲而變形,上光纖光柵、下光纖光柵發(fā)生協(xié)同變形,可實現(xiàn)位移的測定；具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高、長期穩(wěn)定性好、不受電磁輻射干擾的特點。
【專利說明】一種基于光纖光柵的位移傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光纖傳感檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖光柵的位移傳感器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在巖土工程中，位移檢測是測量技術(shù)中最基本的測量項目之一。常用的位移傳感器是應(yīng)變式位移傳感器，其核心的部件是電阻應(yīng)變片，這種傳感器具有易受電磁輻射的干擾、長期穩(wěn)定性差、防水性差等缺點，無法滿足巖土工程中長期災(zāi)害監(jiān)測和惡劣工作環(huán)境的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種基于光纖光柵的位移傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高、長期穩(wěn)定性好、不受電磁輻射干擾的特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于光纖光柵的位移傳感器，包括有探桿，探桿一端接觸被測對象，另一端穿過殼體上的孔與楔塊連接，楔塊在軸向設(shè)有開口腔體，伸縮桿的一端處于開口腔體內(nèi)，另一端固定在殼體上，開口腔體的長度小于伸縮桿的長度，伸縮桿上設(shè)置有伸縮彈簧，伸縮彈簧直徑大于開口腔體的直徑；在殼體的上側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有上墊塊，其下側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有下墊塊，上墊塊與上等強度梁的一端相連，上等強度梁的另一端與上支桿相連，上支桿與楔塊的上側(cè)相連，下墊塊與下等強度梁的一端相連，下等強度梁的另一端與下支桿相連，下支桿與楔塊下側(cè)相連；在上等強度梁和下等強度梁上分別設(shè)有上光纖光柵和下光纖光柵。
[0005]所述的上光纖光柵4的一端黏貼上等強度梁7的上下表面，另一端伸出殼體1，所述的上等強度梁7的數(shù)量有2個；所述的下光纖光柵5的一端黏貼下等強度梁8的上下表面，另一端伸出殼體1，所述的下等強度梁8的的數(shù)量有2個。
[0006]所述的探桿2通過螺絲與楔塊3連接。
[0007]所述的上等強度梁7通過螺絲與上墊塊10相連，下等強度梁8通過螺絲與下墊塊11相連。
[0008]所述的伸縮桿14通過螺絲與殼體I連接。
[0009]所述的上支桿12通過螺絲與上等強度梁7相連，下支桿13通過螺絲與下等強度梁8相連接。
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]本實用新型采用的光纖光柵是一種新型的優(yōu)良應(yīng)變傳感元件，具有抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、測量精度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、耗能少、靈敏度高等優(yōu)點。由于其采用波長解碼技術(shù)，避免了光源功率和損耗對測量的影響，適合長期監(jiān)測；同時由于在同一根光纖上可以刻多個光柵，這樣就可以實現(xiàn)位移的分布式測量。
[0012]與現(xiàn)有的位移傳感器相比，本實用新型的優(yōu)點在于利用光纖光柵進行位移檢測，提出了一種新穎的光纖光柵位移傳感方法，該方法繼承了懸臂梁光纖光柵傳感的優(yōu)點，操作簡便、靈敏度高、動態(tài)范圍大、光柵損害小，對位移有良好的線性響應(yīng)度，可以消除溫度引起的交叉敏感效應(yīng)，可以實現(xiàn)點測量和分布測量；此外，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，抗電磁輻射的干擾，可以廣泛的應(yīng)用在巖土工程、石油化工等惡劣環(huán)境的位移檢測中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步詳細描述。
[0016]如圖1所示，一種基于光纖光柵的位移傳感器，包括有四個光纖光柵、等強度梁、殼體、楔塊、探桿；
[0017]所述的探桿2 —端接觸被測對象，另一端穿過殼體I上的孔15與楔塊3連接，楔塊3在軸向設(shè)有開口腔體6,伸縮桿14的一端處于開口腔體6內(nèi)，另一端固定在殼體I上，開口腔體6的長度小于伸縮桿14長度，伸縮桿14上設(shè)置有伸縮彈簧9，伸縮彈簧9直徑大于開口腔體6的直徑；在殼體I的上側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有上墊塊10，其下側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有下墊塊11，上墊塊10與上等強度梁7的一端相連，上等強度梁7的另一端與上支桿12相連，上支桿12與楔塊3的上側(cè)相連，下墊塊11與下等強度梁8的一端相連，下等強度梁8的另一端與下支桿13相連，下支桿13與楔塊3下側(cè)相連；在上等強度梁7和下等強度梁8上分別設(shè)有上光纖光柵4和下光纖光柵5。
[0018]所述的上光纖光柵4的一端黏貼上等強度梁7的上下表面，另一端伸出殼體1，所述的上等強度梁7的數(shù)量有2個；所述的下光纖光柵5的一端黏貼下等強度梁8的上下表面，另一端伸出殼體1，所述的下等強度梁8的的數(shù)量有2個。這樣設(shè)置的目的是消除溫度對位移測量的影響，
[0019]所述的探桿2通過螺絲與楔塊3連接。
[0020]所述的上等強度梁7通過螺絲與上墊塊10相連，下等強度梁8通過螺絲與下墊塊11相連。
[0021]所述的伸縮桿14通過螺絲與殼體I連接。
[0022]所述的上支桿12通過螺絲與上等強度梁7相連，下支桿13通過螺絲與下等強度梁8相連接。
[0023]本實用新型的工作原理為:當(dāng)探桿2感受到外面的某個位移時，探桿2就會推動楔塊3前進，彈簧9就會受壓，導(dǎo)致伸縮桿14向開口腔體6伸入，楔塊3斜面上的上支桿12和下支桿13就會在楔塊的斜面上往高處移動，這樣上支桿12和下支桿13對上等強度梁7和下等強度梁8施加位移，使得上等強度梁7和下等強度梁8產(chǎn)生彎曲而變形，這樣黏貼在上等強度梁7和下等強度梁8上下表面的上光纖光柵4和下光纖光柵5也會和上等強度梁7、下等強度梁8 一起發(fā)生協(xié)同變形，使得上光纖光柵4和下光纖光柵5的中心波長發(fā)生漂移，通過分析上光纖光柵4和下光纖光柵5中心波長的漂移量與位移之間的關(guān)系，這樣就可以實現(xiàn)位移的測定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖光柵的位移傳感器，其特征在于，包括有探桿(2),探桿(2) —端接觸被測對象，另一端穿過殼體(I)上的孔(15)與楔塊(3)連接，楔塊(3)在軸向設(shè)有開口腔體(6),伸縮桿(14)的一端處于開口腔體(6)內(nèi)，另一端固定在殼體(I)上,開口腔體(6)的長度小于伸縮桿(14)的長度，伸縮桿(14)上設(shè)置有伸縮彈簧(9)，伸縮彈簧(9)直徑大于開口腔體(6)的直徑；在殼體(I)的上側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有上墊塊(10)，其下側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有下墊塊(11)，上墊塊(10)與上等強度梁(7)的一端相連，上等強度梁(7)的另一端與上支桿(12)相連，上支桿(12)與楔塊(3)的上側(cè)相連，下墊塊(11)與下等強度梁(8)的一端相連，下等強度梁(8)的另一端與下支桿(13)相連，下支桿(13)與楔塊(3)下側(cè)相連；在上等強度梁(7)和下等強度梁(8)上分別設(shè)有上光纖光柵(4)和下光纖光柵(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的位移傳感器，其特征在于，所述的上光纖光柵(4)的一端黏貼上等強度梁(7)的上下表面，另一端伸出殼體(1)，所述的上等強度梁(7)的數(shù)量有2個；所述的下光纖光柵(5)的一端黏貼下等強度梁(8)的上下表面，另一端伸出殼體(I)，所述的下等強度梁(8)的的數(shù)量有2個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的位移傳感器，其特征在于，所述的探桿(2)通過螺絲與楔塊(3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于光纖光柵的位移傳感器,其特征在于,所述的上等強度梁(7)通過螺絲與上墊塊(10)相連，下等強度梁(8)通過螺絲與下墊塊(11)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的位移傳感器，其特征在于，所述的伸縮桿(14)通過螺絲與殼體(I)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖光柵的位移傳感器，其特征在于，所述的上支桿(12)通過螺絲與上等強度梁(7)相連，下支桿(13)通過螺絲與下等強度梁(8)相連接。
【文檔編號】G01B11/02GK203587059SQ201320808981
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】張桂花, 柴敬, 李毅, 張丁丁 申請人:西安科技大學(xué)