本实用新型专利技术公开了一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器，包括第一光纤、第二光纤、悬臂梁、质量块、外壳和颗粒；所述第一光纤和第二光纤对称封装在悬臂梁的正反两面；所述悬臂梁包括固定端和自由端两部分，悬臂梁的固定端和外壳的顶端连接在一起，悬臂梁的自由端和质量块固定在一起；所述质量块位于外壳内，外壳为内部封闭的壳状结构；所述颗粒位于外壳的下部。本实用新型专利技术不仅克服了温度对光纤光栅的影响问题，减少了机械零件连接的复杂过程；还实现了光纤光栅元件的全玻璃封装，解决了目前现有的光纤光栅倾角传感器存在的运输过程受振动影响较大和寿命短的问题，极大的提高了传感器在复杂环境下的测量精度和稳定性。传感器在复杂环境下的测量精度和稳定性。传感器在复杂环境下的测量精度和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器
[0001]本技术属于光纤光栅传感器及倾角测量
，具体涉及一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器。
技术介绍
[0002]倾角传感器是一种用于检测倾斜角度的仪器，它具有安装方便、容易确立基准、使用方式灵活多变等优点，被广泛应用于各行各业。从工作原理上来讲，倾角传感器可分为气体摆式、液体摆式、固体摆式三种，每种结构形式各有优劣。气体摆式倾角传感器具有较强的抗振动或冲击能力，但气体运动控制比较复杂，且测量精度不高。液体摆式倾角传感器系统稳定，在高精度系统中，应用较为广泛，但测量范围较小，对测量环境要求也较高。固体摆式倾角传感器有明确的摆长和摆心，在实用中产品类型较多为电磁摆式，产品测量范围、精度及抗过载能力均较高，工程中应用也较为广泛。但是该类型的传感器易受电磁干扰，且使用寿命也不够长，难以在恶劣的环境下实现长期稳定工作。
[0003]光纤布拉格光栅倾角传感器的传感原理就是光纤布拉格光栅对温度和应变的敏感而制成。它具有很多的优点，例如耐高温、耐腐蚀、耐电磁干扰、稳定性强和可实现无源监测。
[0004]现有技术中存在的主要问题包括：
[0005]现有的光纤光栅倾角传感器大多采用“悬臂梁+质量块”的经典结构，虽说该装置结构简单、易于安装，且在测量时具有较高的灵敏度和分辨率，但是由于传感器在运输过程中容易引起不停的振动，导致质量块发生摆动，进而造成光纤受力过大容易被折断。目前，有些光纤光栅倾角传感器为了保持质量块在运输过程中不发生摆动，需要在传感器的外壳上打孔加装限位装置，这不仅影响了传感器的密封效果，不能用于水下、地下及边坡等特殊环境，还增加了应用成本和不必要的机械连接，更将大大缩短光纤光栅传感器的寿命。光纤光栅倾角传感器在运输过程中存在较大的振动，严重影响了光纤光栅传感器的性能。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器，不仅克服了温度对光纤光栅的影响问题，减少了机械零件连接的复杂过程；还实现了光纤光栅元件的全玻璃封装，解决了目前现有的光纤光栅倾角传感器存在的运输过程受振动影响较大和寿命短的问题，极大的提高了传感器在复杂环境下的测量精度和稳定性。
[0007]为此，本技术采用了以下技术方案：
[0008]一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器，包括第一光纤、第二光纤、悬臂梁、质量块、外壳和颗粒；所述第一光纤和第二光纤对称封装在悬臂梁的正反两面；所述悬臂梁包括固定端和自由端两部分，悬臂梁的固定端和外壳的顶端连接在一起，悬臂梁的自由端和质量块固定在一起；所述质量块位于外壳内，外壳为内部封闭的壳状结构；所述颗粒
位于外壳的下部。
[0009]进一步地，所述外壳为哑铃状结构，包括三部分，分别是上部外壳、通道和下部外壳，三部分相互贯通。
[0010]进一步地，所述颗粒为玻璃颗粒，用作上部外壳的填充物位于下部外壳中。
[0011]进一步地，所述颗粒采用二氧化硅材质制成的轻质小颗粒。
[0012]优选地，所述悬臂梁采用玻璃材质制成。
[0013]优选地，所述质量块用于作为感知外界倾斜量的反应装置。
[0014]优选地，所述第一光纤和第二光纤均为二氧化硅材质的玻璃光纤，包括二氧化硅材质的纤芯、二氧化硅材质的包层以及起保护作用的丙烯酸酯材质的涂覆层。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016](1)传感器的底部设置有轻质的玻璃颗粒，且将传感器倒置后，玻璃颗粒可以将悬臂梁和质量块包裹住，极大的避免了传感器在运输过程中或停止工作时引起质量块的摆动，减小了对悬臂梁的影响，从而很好的保护了光纤光栅。
[0017](2)不仅克服了温度对光纤光栅的影响问题，减少了机械零件连接的复杂过程；还实现了光纤光栅元件的全玻璃封装，解决了目前现有的光纤光栅倾角传感器存在的运输过程受振动影响较大和寿命短的问题，极大的提高了传感器在复杂环境下的测量精度和稳定性。
[0018](3)结构简单，使用方便，大大提高了光纤光栅传感器的寿命。
附图说明
[0019]图1是本技术所提供的一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器的的结构示意图。
[0020]图2是本技术所提供的一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器整体倒置后的填充示意图。
[0021]附图标记说明：1、第一光纤；2、第二光纤、3、悬臂梁；4、质量块；5、外壳；6、颗粒。
具体实施方式
[0022]下面结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。
[0023]如图1所示，本技术公开了一种不受运输振动破坏的光纤光栅倾角传感器，包括：
[0024]第一光纤1和第二光纤2，均为二氧化硅材质的玻璃光纤，具体包括二氧化硅材质的纤芯、二氧化硅材质的包层、以及起到保护作用的丙烯酸酯材质的涂覆层。
[0025]悬臂梁3，该悬臂梁3由玻璃材质制成，其固定端和哑铃状外壳5相连接在一起，而悬臂梁3的自由端和质量块4固定在一起。第一光纤1和第二光纤2对称封装在悬臂梁3的正反两面。
[0026]质量块4，与悬臂梁3的自由端连接在一起，作为感知外界倾斜量的反应装置，一旦发生倾斜，质量块4就会发生相应方向的摆动，从而带动第一光纤1和第二光纤2产生轴向应变，使得光纤光栅的中心波长发生变化。
[0027]外壳5为哑铃状，其由三部分组成，分别是上部分外壳、通道和下部分外壳。哑铃状外壳5的内部就是一个密闭的环境，三者相互贯通。
[0028]颗粒6，由二氧化硅材质制成的轻质小颗粒，作为上部分外壳的填充物位于哑铃状外壳5的下部分，且玻璃颗粒6可在上下两部分之间自由流动。当传感器在运输时或停止工作时，将传感器倒置，使玻璃颗粒6通过通道顺利流入到哑铃状外壳5的上部分工作空间中，如图2所示。
[0029]实施例
[0030]如图1所示，本技术提供了一种不受运输振动破坏的光纤光栅倾角传感器，包括：第一光纤1、第二光纤2、悬臂梁3、质量块4、哑铃状外壳5和玻璃颗粒6。
[0031]第一光纤1和第二光纤2，两者通过全玻璃封装的方式对称固定在悬臂梁3中心位置的正反两面；因该悬臂梁3也是玻璃材质，所以两者固定在一起很好的解决了目前采用环氧树脂封装导致的光纤光栅传感器性能参数改变、寿命短的缺陷。采用了双光纤光栅的温度补偿方式，克服了温度对光纤光栅的影响问题，还减少了机械零件连接的复杂过程。
[0032]悬臂梁3，由固定端和自由端两部分组成；悬臂梁3的固定端和哑铃状外壳5的上部分紧密的固定在一起，其自由端和质量块4连接在一起，形成一体结构。当质量块4感知到外界产生倾斜量时就会发生相应方向上的摆动，从而带动悬臂梁3的自由端发生变化。
[0033]质量块4，与悬臂梁3的自由端连接在一起，作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器，其特征在于：包括第一光纤(1)、第二光纤(2)、悬臂梁(3)、质量块(4)、外壳(5)和颗粒(6)；所述第一光纤(1)和第二光纤(2)对称封装在悬臂梁(3)的正反两面；所述悬臂梁(3)包括固定端和自由端两部分，悬臂梁(3)的固定端和外壳(5)的顶端连接在一起，悬臂梁(3)的自由端和质量块(4)固定在一起；所述质量块(4)位于外壳(5)内，外壳(5)为内部封闭的壳状结构；所述颗粒(6)位于外壳(5)的下部。2.根据权利要求1所述的一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器，其特征在于：所述外壳(5)为哑铃状结构，包括三部分，分别是上部外壳、通道和下部外壳，三部分相互贯通。3.根据权利要求2所述的一种不受运输振动影响的光纤光栅倾角传感器，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张世雄，
申请(专利权)人：张世雄，
类型：新型
国别省市：
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