一种基于伸缩杆结构的光纤光栅多级称重传感器制造技术

本发明专利技术提出了一种基于伸缩杆结构的光纤光栅多级称重传感器，由光源、光分路器、光功率计、解调光路和伸缩杆多级传感箱体结构组成。其中箱体内部结构包括：顶部称重板，支撑弹簧，位置调节孔，紧固件，限位杆，悬臂梁，伸缩杆。悬臂梁上下表面分别粘贴有光纤光栅。载荷重力经过伸缩杆传递使悬臂梁发生形变，引起光纤光栅产生应变，解调光路输出光功率值发生变化，经过计算即可实现对载荷的测量。传感器设计为多级，随载荷质量增加，各级分别进入工作状态，并设置有过载保护装置。该结构实现了在保证传感器测量分辨力的同时，提高测量范围。解决了现有光纤称重传感器测量范围小或因需提高测量范围而减小测量分辨力的问题，并对进行传感器过载保护。

Optical fiber grating multi stage weighing sensor based on telescopic rod structure

The invention provides a fiber grating multilevel weighing sensor based on a telescopic rod structure, comprising a light source, an optical splitter, an optical power meter, a demodulation light path and a telescopic rod, and a multi-stage sensing box structure. The inner structure of the box body comprises a top weighing plate, a supporting spring, a position adjusting hole, a fastener, a spacing rod, a cantilever beam and a telescopic rod. The upper and lower surfaces of the cantilever beam are respectively bonded with fiber gratings. Load and gravity are transmitted through the expansion bar, so that the cantilever beam deforms and causes the fiber grating to generate strain. The output power of the light path is changed, and the load can be measured by calculation. The sensor is designed to be multi-stage, with the load quality increasing, the working conditions are entered at different levels, and an overload protection device is arranged. The structure achieves the measuring resolution while improving the measuring range. The utility model solves the problem that the measuring range of the existing optical fiber weight sensor is small or the measuring range is improved due to the need to increase the measuring range, and the overload protection of the sensor is carried out.

【技术实现步骤摘要】
一种基于伸缩杆结构的光纤光栅多级称重传感器
本专利技术属于光纤传感
，特别涉及高速公路及铁路等称重领域。涉及一种基于伸缩杆结构的光纤光栅多级称重传感器。
技术介绍
目前，高速公路上国内外应用较为广泛的计重设备按照传感原理可分为：称台式、弯板式、石英式、薄板式计重设备。这些计重设备存在着诸多不足之处，如称台式安装及后期维护复杂、受环境影响大、易受电磁干扰；石英式计重设备在车辆低速行驶时的测量误差较大；弯板式计重设备温度漂移大，受气候、季节影响明显，冬夏更替时需对系统进行标定等。且这些计重设备基本都依赖于传统的电学量测量方法，所测数据受电磁干扰影响较大。光纤光栅传感器以其体积小、重量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、灵敏度高等优点成为高速公路计重领域的研究热点。在众多光纤光栅解调方案中，光强解调以其光路简单、传感器易于铺设,输出信号易于检测等优点被广泛应用于实际检测中。但常用的光强解调方案受光纤光栅反射光谱带宽较小，导致其测量范围较小。传统方法为扩大测量范围而将悬臂梁的厚度设计的较大，这种方法实际上降低了传感器的分辨力，不适合实际使用。FalciaiR和TronoC采用一种弯梁结构，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于伸缩杆结构的光纤光栅多级称重传感器，该传感器包括：光源(1)、光分路器(2)、光功率计(5)、双光纤光栅强度解调光路(6)和多级传感箱体结构(4)，所述光源(1)经过光分路器(2)，分别连接双光纤光栅强度解调光路(6)，通过光功率计(5)显示读数；其特征在于，多级传感箱体结构(4)的内部结构包括顶部称重板(4‑1)、悬臂梁(4‑6)、悬臂梁位置调节孔(4‑3)、限位杆(4‑5)、悬臂梁紧固件(4‑4)、支撑弹簧(4‑2)和伸缩杆(4‑7)；顶部称重板(4‑1)上部承受载荷，顶部称重板(4‑1)下部边缘通过支撑弹簧(4‑2)固定设置于多级传感箱体结构(4)顶部；悬臂梁(4‑6)为一级以上...

【技术特征摘要】
1.一种基于伸缩杆结构的光纤光栅多级称重传感器，该传感器包括：光源(1)、光分路器(2)、光功率计(5)、双光纤光栅强度解调光路(6)和多级传感箱体结构(4)，所述光源(1)经过光分路器(2)，分别连接双光纤光栅强度解调光路(6)，通过光功率计(5)显示读数；其特征在于，多级传感箱体结构(4)的内部结构包括顶部称重板(4-1)、悬臂梁(4-6)、悬臂梁位置调节孔(4-3)、限位杆(4-5)、悬臂梁紧固件(4-4)、支撑弹簧(4-2)和伸缩杆(4-7)；顶部称重板(4-1)上部承受载荷，顶部称重板(4-1)下部边缘通过支撑弹簧(4-2)固定设置于多级传感箱体结构(4)顶部；悬臂梁(4-6)为一级以上，每一级悬臂梁(4-6)分别通过悬臂梁紧固件(4-4)固定于多级传感箱体结构(4)的设有悬臂梁位置调节孔(4-3)的不同壁面上，各级悬臂梁之间的高度差为3.0mm～3.4mm；顶部称重板(4-1)下部设有伸缩杆(4-7)，伸缩杆与悬臂梁一一对应，并通过伸缩作用于悬臂梁；多级传感箱体结构(4)底部设有限位杆(4-5)，限位杆(4-5)与悬臂梁一一对应，悬臂梁与所对应限位杆(4-5)之间的高度差大于与之相邻级悬臂梁之间的高度差，同时小于该悬臂梁的挠度极限，用于防止悬臂梁过载；所述双光纤光栅强度解调光路(6)为采用双光纤光栅强度解调方式，每级悬臂梁上、下表...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，何文正，汤永超，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21