一种光纤光栅倾斜传感器制造技术

该实用新型专利技术涉及传感器技术领域，尤其涉及一种光纤光栅倾斜传感器。包括安装壳体、拉绳、配重体和光纤光栅传感器，所述拉绳将配重体悬挂在安装壳体的内部中心处，4个所述光纤光栅传感器圆周均布在配重体的四周，所述光纤传感器的一端和配重体固定连接，所述光纤传感器的另一端与安装壳体的内壁固定连接，且连接后的光纤光栅传感器为水平状态，4个所述光纤光栅传感器串接形成光纤光栅传感器组，所述安装壳体的外表面上设有光纤接头，所述光纤光栅传感器组与光纤接头连接。本技术方案用以解决现有技术中的角度测量传感器，其测量精度以及数据的稳定性易受到外界因素影响，造成角度测量不准确的问题。准确的问题。准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅倾斜传感器


[0001]该技术涉及传感器
，尤其涉及一种光纤光栅倾斜传感器。

技术介绍

[0002]目前倾角传感器经常用于测量滑坡、危岩等地质灾害体的倾斜变形，同时在测量建构筑物倾斜变形中也经常使用，从工作原理上可分为“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”三种倾角传感器。其中固体摆式主要原理是采用力平衡原理，利用牛顿第二定律mgsinθ＝T，通过测量T的大小来计算θ值；液体摆的原理是在一个玻璃壳体内装有导电液，有三根铂电极和外部相连接，电极和电极之间相互平行且间距相等，当发生倾角变化时，壳体内液面将会倾斜，导致两电极间电阻发生变化，通过测量电阻变化即可测量倾斜角度。气体摆原理是气体在受热时受到浮力的作用，也具有敏感质量，热气流总是力图保持在铅垂方向上，也具有摆的特征，当充有气体的腔体发生倾斜时，热线的阻值会发生变化，即可通过测量热线阻值变化得到倾斜角度θ。
[0003]上述目前三类常见的传感器均是采用测量电阻值的方式来间接测量角度，采用电子的方式可以降低传感器的大小，可以实现微型MEMS传感器的级别，但测量精度、数据稳定性以及易受电磁干扰，耐水、耐高温、耐腐蚀性能差。

技术实现思路

[0004]针对上述技术的不足，本技术的目的在于提供一种光纤光栅倾斜传感器，用以解决现有技术中的角度测量传感器，其测量精度以及数据的稳定性易受到外界因素影响，造成角度测量不准确的问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术采取的技术方案如下：
[0006]一种光纤光栅倾斜传感器，用以监测物体在一定时间内的倾斜角度，包括安装壳体、拉绳、配重体和光纤光栅传感器，所述拉绳将配重体悬挂在安装壳体的内部中心处，4个所述光纤光栅传感器圆周均布在配重体的四周，所述光纤传感器的一端和配重体固定连接，所述光纤传感器的另一端与安装壳体的内壁固定连接，且连接后的光纤光栅传感器为水平状态， 4个所述光纤光栅传感器串接形成光纤光栅传感器组，所述安装壳体的外表面上设有光纤接头，所述光纤光栅传感器组与光纤接头连接。
[0007]进一步限定，所述安装壳体的一侧面上设有固定部，所述固定部由多个均匀分布在安装壳体一侧面上的固定块组成，所述固定块上开设有螺栓孔，其有益之处在于，安装壳体的固定块上设置螺栓孔，使安装壳体和被测物体之间可通过螺栓进行固定连接，提升安装壳体与被测物体之间的固定稳定性，提升本倾城传感器的测量精度。
[0008]进一步限定，所述配重体外侧面和安装壳体的内壁上设有挂环，所述光纤光栅传感器的两端均设有挂钩，所述挂环与挂钩挂接，其有益之处在于，挂接的方式是光纤光栅传感器与安装壳体之间的安装和拆卸更简单。
[0009]进一步限定，所述光纤光栅传感器的端部与安装壳体的内壁通过线卡固定连接，
其有益之处在于，线卡连接更加的稳定，不会出现光纤光栅传感器和安装壳体端部脱离的情况。
[0010]进一步限定，所述配重块为质量均匀的球体，其有益之处在于，质量均匀的球体，在发生倾斜时，可排除配重块本身对倾斜角度的影响，提升本倾斜传感器的测量精度。
[0011]进一步限定，所述安装壳体为内部中空的正方体，所述拉绳和光纤光栅传感器的一端与安装壳体的内侧面中心固定连接，其有益之处在于，正方体的壳体，使光纤光栅传感器与各个侧面连接的长度一致，即可在一定程度上保证各个方向上，发生的倾角相同时，光纤光栅传感器所采集到的信号一致，即可简化角度计算的过程。
[0012]进一步限定，所述光纤光栅传感器组的一端上设有温度补偿光栅点，所述温度补偿光纤点位于安装壳体的内部，其有益之处在于，因为光纤光栅传感器的测量精度会受到温度的影响，加入温度补偿光栅点位，且温度补偿光栅点位不受到除温度以外的外界因素作用，因此在对本传感器进行计算时，只需要将温度补偿光栅点所得到的温度对光栅产生影响的数据代入倾斜传感器进行计算，即可消除温度对本倾斜传感器所造成的测量误差，进一步提升本倾斜传感器的测量精度。
[0013]进一步限定，所述拉绳为刚性绳，其有益之处在于，刚性绳不会因为倾斜或者是抖动，造成球体的位置改变，即不会对倾斜角的测量造成影响。
[0014]本技术方案的工作原理如下：
[0015]采用固体摆的形式，在本传感器里面沿X、Y、Z方向固定一球状配重体，在X、Y两个方向分别用带有光纤光栅传感器的光纤进行水平稳固，每个方向上有两个光栅点，分别测量+X、
‑
X或+Y、
‑
Y方向的水平拉力值T，四个方向的光纤光栅传感器采用串联式布置，当传感器分别沿+X、+Y方向倾斜一定角度时，+X、+Y方向的光纤光栅传感器将会处于拉伸状态，
ꢀ‑
X、
‑
Y方向将不会受力，通过多次试验对该类传感器不同倾斜角度对应拉力值的数据校准，得到拉力值与倾角角度的对应关系函数，即可以实现同时测量X、Y两个方向的倾角变化的目的。
[0016]本技术的技术效果如下：
[0017](1)本技术利用传统的“固体摆”式原理，引入光纤光栅传感器测量固体摆拉力T，通过多个光纤光栅传感器测量数据的精确校准，可以实现高精度测量倾斜角度的功能，同时光纤光栅传感原件还具备抗电磁和原子辐射干扰、绝缘、无感应、耐水、耐高温、耐腐蚀的性能，数据测量重复性和稳定性优。(2)在本倾斜传感器中加入了温度补偿光栅点，可消除温度对光栅光纤传感器对测量数值的影响，即进一步的提升了本倾斜传感器的测量精度。
附图说明
[0018]图1为本倾斜传感器的立体示意图。
[0019]图2为光纤光栅传感器的串接示意图。
[0020]图3为本倾斜传感器的内部连接示意图。
[0021]附图编号
[0022]安装壳体1、固定块2、光纤光栅传感器3、配重体4、光纤接头5、温度补偿光栅点6、挂钩7、挂环8。
具体实施方式
[0023]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0024]一种光纤光栅倾斜传感器，用以监测物体在一定时间内的倾斜角度，包括安装壳体1、拉绳、配重体4和光纤光栅传感器3，拉绳为刚性绳，刚性绳不会因为倾斜或者是抖动，造成球体的位置改变，即不会对倾斜角的测量造成影响，拉绳将配重体4悬挂在安装壳体1的内部中心处，4个光纤光栅传感器3圆周均布在配重体4的四周，光纤传感器的一端和配重体4固定连接，光纤传感器的另一端与安装壳体1的内壁固定连接，且连接后的光纤光栅传感器3为水平状态，4个光纤光栅传感器3串接形成光纤光栅传感器组，安装壳体1的外表面上设有光纤接头5，光纤光栅传感器组与光纤接头5连接。
[0025]配重体4外侧面和安装壳体1的内壁上设有挂环8，光纤光栅传感器3的两端均设有挂钩7，挂环8与挂钩7挂接，挂接的方式是光纤光栅传感器3与安装壳体1之间的安装和拆卸更简单。光纤光栅传感器3的端部与安装壳体1的内壁通过线卡固定连接，线卡连接更加的稳定，不会出现光纤光栅传感器3和安装壳体1端部脱离的情况。配重块为质量均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅倾斜传感器，用以监测物体在一定时间内的倾斜角度，其特征在于，包括安装壳体、拉绳、配重体和光纤光栅传感器，所述拉绳将配重体悬挂在安装壳体的内部中心处，4个所述光纤光栅传感器圆周均布在配重体的四周，所述光纤光栅传感器的一端和配重体固定连接，所述光纤光栅传感器的另一端与安装壳体的内壁固定连接，且连接后的光纤光栅传感器为水平状态，4个所述光纤光栅传感器串接形成光纤光栅传感器组，所述安装壳体的外表面上设有光纤接头，所述光纤光栅传感器组与光纤接头连接。2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅倾斜传感器，其特征在于，所述安装壳体的一侧面上设有固定部，所述固定部由多个均匀分布在安装壳体一侧面上的固定块组成，所述固定块上开设有螺栓孔。3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅倾斜传感器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董平，
申请(专利权)人：甲图信息技术重庆有限公司，
类型：新型
国别省市：