一种拱型光纤称重传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种拱型光纤称重传感器结构，其包括：盖板、可变形支角组件、弹簧片组件和光纤光栅组件；可变形支角组件包括四个可变形支角，且各所述可变形支角正交布置在所述盖板底部，并通过螺丝固定；所述弹簧片组件包括两弹簧片，且其中一所述弹簧片固定设置在相对的两所述可变形支角上，另一所述弹簧片固定设置在另外一对相对设置的两所述可变形支角上，两所述弹簧片一上一下相互正交；所述光纤光栅组件包括两光纤光栅，两所述光纤光栅分别固定设置在两所述弹簧片中部，用于测量重量数据。本发明专利技术结构简单，具有超薄的厚度，可以防止偏载，易于调节，并且综合了光纤光栅的优势，可以应用于强电磁干扰及易燃易爆的环境中实现重力传感。

An arch type optical fiber weighing sensor

【技术实现步骤摘要】
一种拱型光纤称重传感器
本专利技术属于传感
，具体涉及一种传感器，特别是关于一种拱型光纤称重传感器。
技术介绍
如今，称重传感器的应用越来越广泛。在一些需要重量读数的场景中，往往需要称重传感器的配合使用。称重传感器实际上是一种将重量信号转变为可测量的电信号输出的装置。使用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。目前，公知的称重传感器主要是基于电磁技术的传感器。这类传感器一般厚度较大，结构复杂，不能应用于强电磁干扰及易燃易爆环境下的重量检测，如油气储运、军火库等环境。例如公布号为CN110132382A的中国专利所公布的一种称重传感器，其为基于电磁技术的传感器，此类传感器不能直接应用于易燃易爆环境中，并且结构复杂。又例如公布号CN202255574U的中国专利所公布的一种光纤称重传感器，此传感器利用弹簧与弹性片传递应变，进而将质量信号转变为可测量信号，但这种弹簧结构厚度较大，不适于在一些对空间有限制的环境中使用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种拱型光纤称重传感器，该传感器结构简单，制造及使用方便，具有超薄的厚度，可以应用于易燃易爆环境中。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种拱型光纤称重传感器结构，其包括：盖板、可变形支角组件、弹簧片组件和光纤光栅组件；所述可变形支角组件包括四个可变形支角，且各所述可变形支角正交布置在所述盖板底部，并通过螺丝固定；所述弹簧片组件包括两弹簧片，且其中一所述弹簧片固定设置在相对的两所述可变形支角上，另一所述弹簧片固定设置在另外一对相对设置的两所述可变形支角上，两所述弹簧片一上一下相互正交；所述光纤光栅组件包括两光纤光栅，两所述光纤光栅分别固定设置在两所述弹簧片中部，用于测量重量数据。进一步地，所述盖板为圆盘形结构，所述盖板底部开有用于安装可变形支角组件的定位螺孔。进一步地，各所述可变形支角结构相同，均包括抱死结构连接端、弹簧片连接端以及设置在二者之间的形变结构；所述抱死结构连接端上设置有抱死结构，所述抱死结构与抱死片相配合，用于安装轴承以减少和地面之间的摩擦力；所述弹簧片连接端设置有矩形凹槽，用于固定所述弹簧片；所述形变结构中设置有定位螺孔槽，所述定位螺孔槽中设置有用于与所述盖板螺栓连接的定位螺孔，且所述定位螺孔槽与弹簧片连接端连接处两凹槽边缘不接触，定位螺孔槽与抱死结构连接端连接处上、下表面分别设置有一形变槽。进一步地，所述抱死片包括一轴承定位凸槽以及连接在所述轴承定位凸槽两端的两个连接端，两所述连接端上设置有用于与所述抱死结构螺栓连接的定位螺孔。进一步地，两所述弹簧片结构相同，所述弹簧片中部设置有用于增大受力时产生的应变的弹簧结构；所述弹簧结构中部设置有用于固定光纤光栅的光纤固定槽，所述光纤光栅利用光纤固定胶固定在所述光纤固定槽内。进一步地，两所述光纤光栅结构相同，均采用具有栅格结构的光纤器件。进一步地，所述光纤光栅采用光纤布拉格光栅、倾斜光纤布拉格光栅或长周期光纤光栅。进一步地，所述拱型光纤称重传感器测得的重力F为：F＝(Fa+Fb)其中，Fa和Fb分别为两光纤光栅测得重力，且有：Δλa＝ηFaΔλb＝ηFb式中，Δλa和Δλb分别为两光纤光栅的横向应变，η为将重力转变为横向应变的力学灵敏度系数。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术设置了可变形支角，利用此结构将纵向的重量信号转变为横向的应变变化，进而通过光纤光栅输出为电信号，将纵向信号转变为横向信号使该传感器具有了超薄的厚度，可以应用于特定的空间环境中。2、本专利技术正交布置的两个光纤光栅可以防止偏载，根据需求改变支角上形变槽的深度可以调节灵敏度。3、本专利技术由于采用光纤光栅进行测量，而光纤传感器是利用光波传输信息，而光纤本身又是电绝缘、耐腐蚀的传输媒质，所以本专利技术可以应用于强电磁干扰及易燃易爆的环境中实现称重，并且结构简单，易于加工。附图说明图1为本专利技术拱型光纤称重传感器的立体图；图2为本专利技术拱型光纤称重传感器的整体结构图；图3为拱型光纤称重传感器盖板结构；图4为本专利技术拱型光纤称重传感器的支角结构示意图；图5为拱型光纤称重传感器整体结构的剖视图；图6为拱型光纤称重传感器的抱死片结构示意图；图7为拱型光纤称重传感器弹簧片结构示意图；附图中各部件标记如下：1、盖板；2、可变形支角组件；21、第一可变形支角；22、第二可变形支角；23、第三可变形支角；24、第四可变形支角；3、弹簧片组件；31、第一弹簧片；32、第二弹簧片；4、矩形凹槽；5、抱死结构；6、第一形变槽；7、第二形变槽；8、光纤固定槽；9、抱死片；10、定位螺孔。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步说明。实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。如图1、图2所示，本专利技术提供的一种拱型光纤称重传感器结构，其包括盖板1、可变形支角组件2、弹簧片组件3和光纤光栅组件。其中，可变形支角组件2包括四个可变形支角21～24，且可变形支角21～24正交布置在盖板1底部，并通过螺丝固定；弹簧片组件3包括第一弹簧片31和第二弹簧片32，且第一弹簧片31固定设置在相对的两可变形支角上，如可变形支角22和可变形支角24上，第二弹簧片32固定设置在另外一对相对的两可变形支角上，如可变形支角21和可变形支角23上，并与第一弹簧片31一上一下相互正交；光纤光栅组件包括第一光纤光栅和第二光纤光栅，第一光纤光栅固定设置在第一弹簧片31中部，第二光纤光栅固定设置在第二弹簧片32中部。工作时，盖板1受力下压可变形支角组件2，可变形支角组件2横向位移拉动弹簧片组件3，进而拉动光纤光栅组件，由光纤光栅组件测量得到重量数据。进一步地，如图3所示，盖板1为圆盘形结构，盖板1底部开有定位螺孔，用于安装支角组件。进一步地，如图4、图5所示，各可变形支角结构相同，均包括抱死结构连接端、弹簧片连接端以及设置在二者之间的形变结构；其中，抱死结构连接端上设置有抱死结构5，该抱死结构5与抱死片9相配合，用于安装轴承以减少和地面之间的摩擦力；弹簧片连接端设置有矩形凹槽4，用于固定弹簧片；形变结构中设置有定位螺孔槽，定位螺孔槽中设置有多个用于与盖板1螺栓连接的定位螺孔，且定位螺孔槽与弹簧片连接端连接处两凹槽边缘不接触，定位螺孔槽与抱死结构连接端连接处上、下表面分别设置有第一形变槽6和第二形变槽7。当盖板1上放有重力为F的重物时，会下压可变形支角，将力传递给可变形支角，可变形支角2与盖板1形成了拱形结构，可变形支角纵向受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拱型光纤称重传感器结构，其特征在于其包括：/n盖板、可变形支角组件、弹簧片组件和光纤光栅组件；/n所述可变形支角组件包括四个可变形支角，且各所述可变形支角正交布置在所述盖板底部，并通过螺丝固定；/n所述弹簧片组件包括两弹簧片，且其中一所述弹簧片固定设置在相对的两所述可变形支角上，另一所述弹簧片固定设置在另外一对相对设置的两所述可变形支角上，两所述弹簧片一上一下相互正交；/n所述光纤光栅组件包括两光纤光栅，两所述光纤光栅分别固定设置在两所述弹簧片中部，用于测量重量数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种拱型光纤称重传感器结构，其特征在于其包括：
盖板、可变形支角组件、弹簧片组件和光纤光栅组件；
所述可变形支角组件包括四个可变形支角，且各所述可变形支角正交布置在所述盖板底部，并通过螺丝固定；
所述弹簧片组件包括两弹簧片，且其中一所述弹簧片固定设置在相对的两所述可变形支角上，另一所述弹簧片固定设置在另外一对相对设置的两所述可变形支角上，两所述弹簧片一上一下相互正交；
所述光纤光栅组件包括两光纤光栅，两所述光纤光栅分别固定设置在两所述弹簧片中部，用于测量重量数据。


2.如权利要求1所述的一种拱型光纤称重传感器结构，其特征在于：所述盖板为圆盘形结构，所述盖板底部开有用于安装可变形支角组件的定位螺孔。


3.如权利要求1所述的一种拱型光纤称重传感器结构，其特征在于：各所述可变形支角结构相同，均包括抱死结构连接端、弹簧片连接端以及设置在二者之间的形变结构；
所述抱死结构连接端上设置有抱死结构，所述抱死结构与抱死片相配合，用于安装轴承以减少和地面之间的摩擦力；
所述弹簧片连接端设置有矩形凹槽，用于固定所述弹簧片；
所述形变结构中设置有定位螺孔槽，所述定位螺孔槽中设置有用于与所述盖板螺栓连接的定位螺孔，且所述定位螺孔槽与弹簧片连接端连接处两凹槽边缘不接触，定位螺孔槽与抱死结...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亮斌，盛磊祥，刘书杰，金学义，李朝玮，冼敏元，邹付兵，郝希宁，赵春燕，付金宝，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油研究总院有限责任公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11