The present invention relates to a fiber Bragg grating accelerometer for measuring bow slamming load and its application. The accelerometer is mainly composed of a sensor shell, a sensor shell cover, an accelerometer sensing device, a hinge structure, etc. The two grating areas of pre-stretched FBG are bonded between the upper and lower ends of the mass block and the base respectively with epoxy resin adhesive. The water-tight flange is connected to the transmission cable. The bow slamming load of the hull structure is displayed at the demodulator end in the form of the wavelength variation of FBG. The invention utilizes an integrally formed aluminium alloy structure shell and shell cover to improve the water tightness and stability of the system and can be used in harsh service environment. The sensor can measure the bow slamming load dynamically, eliminate the influence of temperature on FBG, and ensure the reliability and durability of the sensor in the marine field.
【技术实现步骤摘要】
用于船艏砰击载荷测量的光纤光栅加速度传感器及应用
本专利技术属于光纤光栅传感器
,涉及海洋船舶结构船艏砰击载荷测量。更具体地说是一种用于船艏砰击载荷测量的光纤光栅加速度传感器及应用。
技术介绍
船舶在恶况下高速航行时,船舶会大幅运动,船底会露出水面,当它重新入水时,会与波浪产生猛烈的冲击会在船艏底部、艉部及外飘等区域发生砰击现象。在砰击瞬时,底部受到巨大的冲击力,船体的垂向加速度会突然改变,并且紧随着出现高频振动。强烈砰击会引起一系列严重的后果,国内外多起船损伤报告证明,砰击这种流体冲击载荷是导致船体水线面下局部结构失效、船舶破损的主要原因。因此在高速的船舶设计中,砰击载荷作为主要载荷,应把校核船舶结构在该载荷作用下的强度作为船舶设计安全标准之一。用于船艏砰击载荷测量的光纤光栅加速度传感器是在船体结构中设置加速度传感器,实现船体结构船艏砰击载荷量的自动监测,为船上决策者提供真实可靠的数据,为保证船体安全提供科学依据,提高安全性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的是提供一种用于船艏砰击载荷测量的光纤光栅加速度传感器设计,采用这种设计的船艏砰击载荷测量的光纤光栅加速度传感器具有较好的频率响应和较高的灵敏度,实现船舶结构船艏砰击载荷量的实时监测。本专利技术为了实现上述目的,采用如下的技术方案:一种用于船艏砰击载荷测量的光纤光栅加速度传感器,其特征在于所述的传感器系统包括:传感器外壳3、传感器外壳盖7、加速度传感器敏感器件、铰链结构。其中传感器外壳3是由铝合金经过切割、打磨、氧化等步骤加工而成,未经过拼接焊接的过程,传感器外壳3的侧面设有水密 ...
【技术保护点】
1.一种用于船艏砰击载荷测量的光纤光栅加速度传感器,其特征在于它包括:传感器外壳(3)、传感器外壳盖(7)、加速度传感器敏感器件、铰链结构;其中传感器外壳(3)是由铝合金一次成型,传感器外壳的侧面设有水密法兰(2),传感器外壳盖(7)的四周设有密封凹槽,并在密封凹槽中嵌套安装密封条,传感器外壳盖设有带螺纹固定孔(6),通过固定螺丝与传感器外壳(3)进行密封;所述的加速度传感器敏感器件由一根串联两个波长不同的第一光栅(4)和第二光栅(8)的预拉伸2mm的光纤(1)及温度补偿光栅(10)构成,光栅的两个光栅区域使用环氧树脂粘合剂分别粘贴在质量块(5)与基座(9)的上端和下端之间,由水密法兰(2)连接到传输光缆;所述的铰链结构,为差分对称铰链结构,由一整块铍青铜一次整体模型;其中包括基座(9)、基座固定孔(11)、柔性铰链(12)、质量块(5);质量块(5)通过柔性铰链(12)与基座(9)连接,基座直接连接到传感器外壳(3);所述的铰链结构,为差分对称铰链结构,它由一整块铍青铜制成,经过线性切割和加工,是一个整体模型,差分结构的使用可以大大增强传感器的灵敏度,提升传感器测量船艏砰击载荷量的范 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于船艏砰击载荷测量的光纤光栅加速度传感器,其特征在于它包括:传感器外壳(3)、传感器外壳盖(7)、加速度传感器敏感器件、铰链结构;其中传感器外壳(3)是由铝合金一次成型,传感器外壳的侧面设有水密法兰(2),传感器外壳盖(7)的四周设有密封凹槽,并在密封凹槽中嵌套安装密封条,传感器外壳盖设有带螺纹固定孔(6),通过固定螺丝与传感器外壳(3)进行密封;所述的加速度传感器敏感器件由一根串联两个波长不同的第一光栅(4)和第二光栅(8)的预拉伸2mm的光纤(1)及温度补偿光栅(10)构成,光栅的两个光栅区域使用环氧树脂粘合剂分别粘贴在质量块(5)与基座(9)的上端和下端之间,由水密法兰(2)连接到传输光缆;所述的铰链结构,为差分对称铰链结构,由一整块铍青铜一次整体模型;其中包括基座(9)、基座固定孔(11)、柔性铰链(12)、质量块(5);质量块(5)通过柔性铰链(12)与基座(9)连接,基座直接连接到传感器外壳(3);所...
【专利技术属性】
技术研发人员:王为,杨靖平,李玉亮,乔立波,刘传奇,
申请(专利权)人:天津师范大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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