一种基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器及方法技术

本公开提供了一种基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器及方法，包括固定在支撑件上的立方体形状的柔性铰链结构；柔性铰链结构的两个相对的侧面上均开有凹槽，两个凹槽对称设置且呈圆弧状，且所述凹槽沿凹槽轴向的截面积相同；两个凹槽将立方体结构分为两部分，一部分与支撑件固定连接，另一部分为质量块；凹槽的一侧开有第一沟槽，另一侧开有与第一凹槽同轴的第二够槽，第一沟槽和第二沟槽内设有光纤光栅，且两个侧面上的光纤光栅对称设置；本公开通过在柔性铰链结构的上下表面对称的设置相同的光纤光栅传感器，两根光纤的反射光中心波长漂移量大小相等、方向相反，消除了温度变化的影响，同时在保证低频的前提下提高了传感器的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器及方法
本公开涉及加速度传感器
，特别涉及一种基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。加速度检测是地震监测、结构健康监测以及资源勘探等领域的重要技术手段。传统加速度传感器大多结构复杂、寿命较短，且易受环境影响，严重制约其在工程中的应用。光纤布拉格光栅(FiberBraggGrating，FBG)加速度传感器因其能够抗电磁干扰、体积小、易组网等优点在加速度检测工程应用中拥有广阔的前景。本公开专利技术人发现，有研究人员提出一种椭圆铰链光纤光栅加速度传感器，椭圆铰链和质量块组成加速度传感器理论模型的弹簧质量系统，灵敏度为128pm/g，可用于350Hz以下的低频微弱振动信号的实时监测。有研究人员提出一种新型双柔性铰链光纤光栅加速度，即使在50g的冲击载荷下，结构的最大应变仍在屈服极限内，灵敏度为54pm/g。有研究人员设计出一种谐振频率约为3000Hz的双铰链加速度计，用于中高频测量，灵敏度约为16.43本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器，其特征在于，包括固定在支撑件上的方体状的柔性铰链结构；/n柔性铰链结构的两个相对的侧面上均开有圆弧状凹槽，所述凹槽贯穿柔性铰链结构的两个平行侧面且两个凹槽相互对称，两个凹槽最底端之间的距离小于预设值；/n凹槽的一侧开有第一沟槽，另一侧开有第二沟槽，第一沟槽和第二沟槽同轴且轴线垂直于凹槽轴线，光纤光栅沿第一沟槽和第二沟槽布设，且两个凹槽所在侧面上的光纤光栅相互对称。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器，其特征在于，包括固定在支撑件上的方体状的柔性铰链结构；
柔性铰链结构的两个相对的侧面上均开有圆弧状凹槽，所述凹槽贯穿柔性铰链结构的两个平行侧面且两个凹槽相互对称，两个凹槽最底端之间的距离小于预设值；
凹槽的一侧开有第一沟槽，另一侧开有第二沟槽，第一沟槽和第二沟槽同轴且轴线垂直于凹槽轴线，光纤光栅沿第一沟槽和第二沟槽布设，且两个凹槽所在侧面上的光纤光栅相互对称。


2.如权利要求1所述的基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器，其特征在于，所述柔性铰链结构为矩形立方体形状；
或者，两个凹槽将立方体结构分为两部分，一部分与支撑件固定连接，另一部分为质量块；
或者，两个凹槽最底端直线平行。


3.如权利要求1所述的基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器，其特征在于，两个凹槽的深度相同，且每个凹槽沿所在凹槽轴线的截面形状和面积相同。


4.如权利要求1所述的基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器，其特征在于，所述支撑件为第一板件，还包括底座，所述第一板件与底座垂直固定连接。


5.如权利要求4所述的基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器，其特征在于，两个凹槽的轴线均与第一板件平行；
或者，所述沟槽的开槽方向均与第一板件垂直，且所述光纤光栅粘贴于所述沟槽内，并在粘贴时给光纤光栅施加相同的预应力。


6.一种基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器的工作方法，其特征在于，利用权利要求1-5任一项所述的基于柔性铰链的低频FBG加速度传感器，包括以下步骤：
加速度传感器水平设置，且两个凹槽的轴线均平行于水平面；
当外界产生振...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪利，王业伟，孟娟，韩智明，李亚南，邱忠超，
申请(专利权)人：防灾科技学院，
类型：发明
国别省市：河北;13