【技术实现步骤摘要】
铰链式高频FBG加速度传感器、测试装置及方法
本申请涉及光纤布拉格光栅加速度传感器
，特别是涉及铰链式高频FBG加速度传感器、测试装置及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。振动信号测量是微地震裂缝检测、结构健康和机械状态监测等领域中一项基础且重要的环节，通过对振动信号进行实时监测，能及时了解到设备、环境和工程等实时状态，有效避免了安全事故的发生。传统的振动传感器大多基于压电效应，但是这些电磁传感元件输出的电压信号很弱，容易受到外界磁场干扰、接线繁琐、零温漂和长导线的快速信号衰减。这些缺点限制了它们在长期、远距离监测中的实际应用，特别是在野外等恶劣环境中的应用。光纤布拉格光栅(FiberBraggGrating,FBG)作为一类特殊的光纤传感器，具有抗电磁干扰、抗光功率波动、体积小、重量轻等优点，已经被应用到各个领域之中。作为FBG传感器的一个分支，FBG加速度传感器近年来取得了较大的发展。现有技术中的一种弹性钢管结构的光纤光栅加速度，传...
【技术保护点】
1.铰链式高频FBG加速度传感器，其特征是，包括：/nL型基座，所述L型基座的第一端与柔性铰链的第一端连接，柔性铰链的第二端与质量块的第一端连接；所述L型基座的第二端与光纤支架的第一端固定连接；其中，光纤支架的第一端通过第一根光纤布拉格光栅加速度传感器与质量块的第二端连接；光纤支架的第二端通过第二根光纤布拉格光栅加速度传感器与质量块的第二端连接；所述第一根光纤布拉格光栅加速度传感器的轴线方向和第二根光纤布拉格光栅加速度传感器的轴线方向，均与柔性铰链的轴线方向垂直。/n
【技术特征摘要】
1.铰链式高频FBG加速度传感器，其特征是，包括：
L型基座，所述L型基座的第一端与柔性铰链的第一端连接，柔性铰链的第二端与质量块的第一端连接；所述L型基座的第二端与光纤支架的第一端固定连接；其中，光纤支架的第一端通过第一根光纤布拉格光栅加速度传感器与质量块的第二端连接；光纤支架的第二端通过第二根光纤布拉格光栅加速度传感器与质量块的第二端连接；所述第一根光纤布拉格光栅加速度传感器的轴线方向和第二根光纤布拉格光栅加速度传感器的轴线方向，均与柔性铰链的轴线方向垂直。
2.如权利要求1所述的铰链式高频FBG加速度传感器，其特征是，
所述光纤支架上设有光纤沟槽，所述第一根光纤布拉格光栅加速度传感器和第二根光纤布拉格光栅加速度传感器，均安装在光纤支架的光纤沟槽内。
3.如权利要求1所述的铰链式高频FBG加速度传感器，其特征是，
所述铰链式高频FBG加速度传感器，L型基座、柔性铰链、质量块和光纤支架是由一整块弹簧钢经过线切割和热处理加工而成，形成一个不可分割的整体。
4.如权利要求1所述的铰链式高频FBG加速度传感器，其特征是，铰链式高频FBG加速度传感器的工作原理是：
当铰链式高频FBG加速度传感器敏感方向受到外力产生振动时，质量块在惯性力的作用下绕着柔性铰链中心上下微幅转动，带动第一根光纤布拉格光栅加速度传感器和第二根光纤布拉格光栅加速度传感器发生轴向的微小伸缩形变，质量块上下两端的第一根光纤布拉格光栅加速度传感器和第二根光纤布拉格光栅加速度传感器一端拉伸一端收缩；
因第一根光纤布拉格光栅加速度传感器和第二根光纤布拉格光栅加速度传感器的中心波长相近，各项特性均相同，所以第一根光纤布拉格光栅加速度传感器和第二根光纤布拉格光栅加速度传感器由轴向应变产生的波长变化量大小相同，方向相反；
将第一根光纤布拉格光栅加速度传感器和第二根光纤布拉格光栅加速度传感器的反射谱差分运算，得到铰链式高频FBG加速度传感器的灵敏度；铰链式高频FBG加速度传感器的灵敏度，变为单根光纤布拉格光栅加速度传感器的两倍，并能消除温度变化带来的不利影响。
5.如权利要求1所述的铰链式高频FBG加速度传感器的性能分析方法，其特征是，包括：
根据弹光系数、第一根光纤布拉格光栅加速度传感器的中心波长、第二根光纤布拉格光栅加速度传感器的中心波长、光纤应变、质量块的重心、质量块的长度、柔性铰链的半径和柔性铰链的刚度，计算铰链式高频FBG加速度传感器的灵敏度；判断铰链式高频FBG加速度传感器的灵敏...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建羡，洪利，姚振静，刘淑聪，吴燕雄，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
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