一种光纤光栅加速度计制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光纤光栅加速度计，属于光纤传感器技术领域。该光纤光栅加速度计包括：壳体和置于所述壳体内的悬臂梁、质量块、第一基座、第一支撑柱、第二支撑柱和光纤光栅；所述第一基座与所述悬臂梁连接，用于固定悬臂梁和质量块；所述第一支撑柱与所述悬臂梁连接；所述第二支撑柱与所述第一基座连接；所述悬臂梁还与所述质量块连接，所述悬臂梁的端面开设有中空孔，所述中空孔从所述悬臂梁的一端延伸至所述悬臂梁的另一端；所述光纤光栅用于测量振动激励的加速度，其两端平行于所述悬臂梁表面延伸至所述光纤光栅加速度计的壳体外部。该光纤光栅加速度计结构简单，一致性好，可靠性高，可满足低频微弱振动信号的探测需求。

A fiber grating accelerometer

The utility model relates to a fiber Bragg grating accelerometer, which belongs to the field of optical fiber sensor technology. The optical fiber grating accelerometer comprises a shell and a shell arranged on the cantilever beam, a mass block, a first base, a first support column, second columns and fiber grating; the first base and the cantilever beam connection, for fixed cantilever beam and mass; the first supporting column and the cantilever beam connections; connecting the second column and the first base; the cantilever beam and the mass connection, the end surface of the cantilever beam is provided with a hollow hole, the hollow hole extends from one end of the cantilever beam and the other end to the cantilever beam; vibration acceleration measurement for the two ends of the fiber grating, parallel to the cantilever surface extending to the outside of the shell fiber grating accelerometer. The fiber grating accelerometer is simple in structure, good in consistency and high in reliability. It can meet the detection demand of low frequency weak vibration signal.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅加速度计
本技术属于光纤传感器
，具体涉及一种光纤光栅加速度计。
技术介绍
当今各行各业对振动检测都有着巨大需求，如机械系统的运行监测，复合材料的结构性能检测，桥梁、大坝的安全监测，油、气田、煤炭和各种矿藏的开采勘探，岩石、岩土结构的振动监测等。与传统的电子类振动传感器相比，光纤Bragg光栅(FBG)振动传感器在工作过程中无需电源驱动，适宜在易燃易爆的场合中使用(比如油、气井)，安全可靠；FBG具有良好的化学稳定性，可在各种腐蚀环境中正常工作；FBG振动传感过程中的光波频率比电磁波高很多，具有良好的抗电磁干扰特性；使用光纤传输信号，损耗小，可实现远距离控制测试；利用波分复用(DWDM)、时分复用(OTDM)等技术实现多点分布式测量。这些优势使得FBG振动传感器具有巨大的应用潜能和推广价值。低频高灵敏度振动传感器在工程应用中有广泛需求，但随着传感器可测振动信号频率的降低，以及灵敏度的提高。如何抑制传感器的正交误差，提高传感器的可靠性，成为不容忽视的问题。
技术实现思路
鉴于此，本技术的目的在于提供一种光纤光栅加速度计，以有效地改善上述问题。本技术的实施例是这样实现的：本技术实施例提供了一种光纤光栅加速度计，包括：壳体和置于所述壳体内的悬臂梁、质量块、第一基座、第一支撑柱、第二支撑柱和光纤光栅。所述第一基座与所述悬臂梁连接，用于固定悬臂梁和质量块。所述第一支撑柱与所述悬臂梁连接，用于固定所述光纤光栅。所述第二支撑柱与所述第一基座连接，用于固定所述光纤光栅。所述悬臂梁还与所述质量块连接，所述悬臂梁的端面开设有中空孔，所述中空孔从所述悬臂梁的一端延伸至所述悬臂梁的另一端。所述光纤光栅用于测量加速度，其两端平行于所述悬臂梁表面延伸至所述光纤光栅加速度计的壳体外部。在本技术较佳的实施例中，所述质量块包括：第一凸起端，所述质量块通过所述第一凸起端与所述悬臂梁连接。在本技术较佳的实施例中，所述光纤光栅加速度计还包括：第二基座，所述第二基座与所述第一基座相对设置于所述质量块的两侧，所述质量块包括：第二凸起端，所述第二基座用于限制所述第二凸起端的位移，以限制所述质量块的偏移量。在本技术较佳的实施例中，所述第二基座包括：限位孔，所述限位孔的尺寸大于所述第二凸起端的尺寸，所述第二凸起端置于所述限位孔内。在本技术较佳的实施例中，所述第二基座包括：第一限位部和第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部间隔相对设置，所述第二凸起端置于所述第一限位部和所述第二限位部之间。在本技术较佳的实施例中，所述第二基座还包括：第一限位钉和第二限位钉，所述第一限位钉设置于所述第一限位部上，所述第二限位钉设置于所述第二限位部上。在本技术较佳的实施例中，所述第一限位部和所述第二限位部相匹配。在本技术较佳的实施例中，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱相匹配。在本技术较佳的实施例中，所述光纤光栅的光栅位于所述第一支撑柱与所述第二支撑柱之间。在本技术较佳的实施例中，光纤光栅加速度计还包括：第一出纤穿越保护部和第二出纤穿越保护部，所述第一出纤穿越保护部和所述第二出纤穿越保护部相对设置于所述壳体的两侧，所述光纤光栅的一端经所述第一出纤穿越保护部引出至所述壳体的外部，所述光纤光栅的另一端经所述第二出纤穿越保护部引出至所述壳体的外部。本技术实施例提供的光纤光栅加速度计，与现有技术相比，该光纤光栅加速度计由于采用了中空结构的悬臂梁13(即，悬臂梁的端面开设有中空孔，该中空孔从悬臂梁的一端延伸至悬臂梁的另一端)，使得该悬臂梁13可以等效于由两个单悬臂梁并联而成的双悬臂梁，大大降低该光纤光栅加速度计的正交耦合误差；同时该中空结构的悬臂梁13又解决了采用双悬臂梁而引发的结构复杂、可靠性差的问题，进一步简化了该光纤光栅加速度计的结构，以及提高了其可靠性。此外，该光纤光栅加速度计结构简单，一致性好，可靠性高，可满足低频微弱振动信号的探测需求。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。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。通过附图所示，本技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本技术的主旨。图1示出了本技术第一实施例提供的一种光纤光栅加速度计的结构示意图。图2示出了本技术第一实施例提供的图1中的悬臂梁的结构示意图。图3示出了本技术第一实施例提供的图1中的质量块的结构示意图。图4示出了本技术第二实施例提供的一种光纤光栅加速度计的结构示意图。图5示出了本技术第二实施例提供的图4中的第二基座的结构示意图。图标：10A－光纤光栅加速度计；10B－光纤光栅加速度计；11－壳体；12－第一基座；13－悬臂梁；131－中空孔；14－质量块；141－第一凸起端；142－第二凸起端；15－第一支撑柱；16－光纤光栅；17－第二基座；171－第一限位部；172－第二限位部；173－第一限位钉；174－第二限位钉；18－第二支撑柱；19－第一出纤穿越保护部；20－第二出纤穿越保护部。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本技术的描述中，还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅加速度计，其特征在于，包括：壳体和置于所述壳体内的悬臂梁、质量块、第一基座、第一支撑柱、第二支撑柱和光纤光栅；所述第一基座与所述悬臂梁连接，用于固定悬臂梁和质量块；所述第一支撑柱与所述悬臂梁连接，用于固定所述光纤光栅；所述第二支撑柱与所述第一基座连接，用于固定所述光纤光栅；所述悬臂梁还与所述质量块连接，所述悬臂梁的端面开设有中空孔，所述中空孔从所述悬臂梁的一端延伸至所述悬臂梁的另一端；所述光纤光栅用于测量振动激励的加速度，其两端平行于所述悬臂梁表面延伸至所述光纤光栅加速度计的壳体外部。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅加速度计，其特征在于，包括：壳体和置于所述壳体内的悬臂梁、质量块、第一基座、第一支撑柱、第二支撑柱和光纤光栅；所述第一基座与所述悬臂梁连接，用于固定悬臂梁和质量块；所述第一支撑柱与所述悬臂梁连接，用于固定所述光纤光栅；所述第二支撑柱与所述第一基座连接，用于固定所述光纤光栅；所述悬臂梁还与所述质量块连接，所述悬臂梁的端面开设有中空孔，所述中空孔从所述悬臂梁的一端延伸至所述悬臂梁的另一端；所述光纤光栅用于测量振动激励的加速度，其两端平行于所述悬臂梁表面延伸至所述光纤光栅加速度计的壳体外部。2.根据权利要求1所述的光纤光栅加速度计，其特征在于，所述质量块包括：第一凸起端，所述质量块通过所述第一凸起端与所述悬臂梁连接。3.根据权利要求1所述的光纤光栅加速度计，其特征在于，所述光纤光栅加速度计还包括：第二基座，所述第二基座与所述第一基座相对设置于所述质量块的两侧，所述质量块包括：第二凸起端，所述第二基座用于限制所述第二凸起端的位移，以限制所述质量块的偏移量。4.根据权利要求3所述的光纤光栅加速度计，其特征在于，所述第二基座包括：限位孔，所述限位孔的尺寸大于所述第二凸起端的尺寸，所述第二凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：任庆洋，姜劭栋，王昌，倪家升，张发祥，孙志慧，刘小会，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：新型
国别省市：山东,37