一种光纤光栅倾角传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种光纤光栅倾角传感器，包括弹性体、增敏连接部、光纤光栅和质量块，其中两个增敏连接部分别连接于所述弹性体的延伸方向上的两端，光纤光栅的两端分别连接于两个所述增敏连接部，所述光纤光栅的延伸方向平行于所述弹性体的延伸方向，所述光纤光栅和所述弹性体间隔设置，质量块连接于一个所述增敏连接部。因光纤光栅和弹性体间隔设置，光纤光栅的变形会大于弹性体的变形，进而实现增敏。相比与现有技术，本发明专利技术结构简易，可用更小的体积实现，同时还实现了增敏效果，保证了传感的精度，具备很好的应用前景。具备很好的应用前景。具备很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅倾角传感器


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，尤其涉及一种光纤光栅倾角传感器。

技术介绍

[0002]在大型土木结构诸如隧道，桥梁，房屋周围进行大型施工工程时，受卸载、振动等各方面因素影响，地基容易发生不均匀沉降，引起相关结构倾斜变形。因此，往往需要在施工期间对受影响结构进行实时在线倾斜状态监测。
[0003]传统的倾角传感器多为电类传感器，具有较高的测量精度和分辨率，但易受电磁干扰的缺点使得其在复杂环境下的使用受到限制。而光纤光栅倾角传感器具有抗电磁干扰，稳定性强，易于组网等优点，在结构健康监测领域得到了广泛应用。
[0004]但是，目前光纤光栅倾角传感器精度较低，在结构较小的条件下，难以满足高精度的测量需求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种光纤光栅倾角传感器，用以解决现有的光纤光栅传感器精度较低的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种光纤光栅倾角传感器，包括：
[0008]弹性体，所述弹性体能够向其延伸方向的两侧弯曲；
[0009]两个增敏连接部，分别连接于所述弹性体的延伸方向上的两端；
[0010]光纤光栅，所述光纤光栅的两端分别连接于两个所述增敏连接部，所述光纤光栅的延伸方向平行于所述弹性体的延伸方向，所述光纤光栅和所述弹性体间隔设置；
[0011]质量块，连接于一个所述增敏连接部。
[0012]进一步的，所述增敏连接部包括连接块和增敏块，所述连接块连接于所述弹性体延伸方向上的一端，所述增敏块连接于所述连接块，且和所述弹性体间隔设置，所述光纤光栅的两端分别连接于所述增敏块。
[0013]进一步的，所述增敏块为刚性结构。
[0014]进一步的，所述增敏块沿所述弹性体的延伸方向，向所述弹性体的中部延伸。
[0015]进一步的，每个所述增敏连接部包括两个所述增敏块，所述光纤光栅的数量为两个，对称地设置于所述弹性体两侧。
[0016]进一步的，两个所述光纤光栅朝向所述质量块的端部串接。
[0017]进一步的，还包括外壳，所述弹性体、所述增敏连接部、所述光纤光栅和所述质量块均设置于所述外壳内，所述弹性体背离所述质量块的一端连接于所述外壳，所述光纤光栅背离所述质量块的穿过并延伸出所述外壳。
[0018]进一步的，所述外壳上插设所述光纤光栅的位置通过密封胶密封，形成封闭空间。
[0019]进一步的，所述外壳形成的封闭空间内填充硅油。
[0020]进一步的，所述外壳上开设限位孔。
[0021]本专利技术提供一种光纤光栅倾角传感器，其通过增敏连接部，使得光纤光栅位于弹性体的两侧，当整个光纤光栅倾角传感器随待测物体倾斜时，质量块带动弹性体发生弯曲，光纤光栅则会跟随弹性体一同变形，此时光纤光栅内部传导的波长信号会发生变化，根据波长信号便可以得到待测物体的倾斜度。同时，因光纤光栅和弹性体间隔设置，光纤光栅的变形会大于弹性体的变形，进而实现增敏。相比与现有技术，本专利技术结构简易，可用更小的体积实现，同时还实现了增敏效果，保证了传感的精度，具备很好的应用前景。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提供的光纤光栅倾角传感器一实施例的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术提供的光纤光栅倾角传感器一实施例中略去外壳及质量块的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术提供的光纤光栅倾角传感器一实施例中的计算示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]本专利技术利用质量块重力分量带动弹性体1摆动，使弹性体1一侧的光纤光栅3拉伸或收缩，光纤光栅3与弹性体1具有间隔，其产生比弹性体1更大的变形，进而实现增敏，提高传感器精度。进一步的，本专利技术还通过将光纤光栅3设置于两个增敏块22之间，两个增敏块22沿弹性体1方向延伸，使得增敏块22上的变形较光纤光栅3上变形可以忽略，将变形全部集中于中间光纤光栅3处，实现结构的进一步增敏，通过两种增敏方式的结合使本光纤光栅倾角传感器的灵敏度达到最大。
[0027]另一方面，本专利技术还在弹性体1两侧设置光纤光栅3，通过两根光纤光栅3中心波长差值的变化，共同计算得到倾斜角度，采用差动的方式提高了传感器的测量精度，同时消除了温度对光纤光栅带来的影响。
[0028]结合图1及图2所示，本专利技术提供一种光纤光栅传感器一实施例，该光纤光栅传感器包括弹性体1、增敏连接部2、光纤光栅3和质量块4。其中弹性体1能够向其延伸方向的两侧弯曲，两个增敏连接部2，分别连接于所述弹性体1的延伸方向上的两端，光纤光栅3的两端分别连接于两个所述增敏连接部2，所述光纤光栅3的延伸方向平行于所述弹性体1的延伸方向，所述光纤光栅3和所述弹性体1间隔设置，质量块4连接于一个所述增敏连接部。
[0029]本专利技术提供一种光纤光栅传感器，其通过增敏连接部2，使得光纤光栅3位于弹性体1的两侧，当整个光纤光栅传感器随待测物体倾斜时，质量块4带动弹性体1发生变形，光纤光栅3则会跟随弹性体1一同变形，此时光纤光栅3内部传到的波长信号会发生变化，根据波长信号便可以得到待测物体的倾斜度。同时，因光纤光栅3和弹性体1间隔设置，光纤光栅3的变形程度会大于弹性体1的变形程度，进而实现增敏。相比与现有技术，本结构简易，可用更小的体积实现，同时还实现了增敏效果，保证了传感的精度，具备很好的应用前景。
[0030]作为优选的实施例，本实施例中的所述增敏连接部2包括连接块21和增敏块22，所述连接块21连接于所述弹性体1延伸方向上的一端，所述增敏块22连接于所述连接块21，且
和所述弹性体1间隔设置，所述光纤光栅3的两端分别连接于所述增敏块22。
[0031]连接块21实现了增敏块22的间隔设置，进而实现了光纤光栅3的间隔设置，起到增敏的效果，使本光纤光栅传感器更加精准。实际中连接块21、增敏块22和弹性体1可以使用线切割等加工技术一体成型以符合体积较小的需求，也可分别制造并组装至一起。
[0032]本专利技术还提供一优选的实施例，该实施例中的所述增敏块22为刚性结构。刚性结构的增敏块22不会发生变形，使得跟随弹性体1发生的变形全部集中在光纤光栅3上，在弹性体1变形程度相同的情况下，可以增加光纤光栅3的变形程度，提高本光纤光栅传感器的灵敏度和精度。
[0033]进一步的，作为优选的实施例，本实施例中的所述增敏块22沿所述弹性体1的延伸方向，向所述弹性体1的中部延伸。这样可以缩短光纤光栅3的长度，使光纤光栅3的弯曲变形更加集中在其中部，进一步提高了本光纤光栅传感器的测量灵敏度和精度。上述特征配合光纤光栅3和弹性体1的间隔设置，共同作用实现双增敏。
[0034]在一个优选的实施例中，每个所述增敏连接部2包括两个所述增敏块22，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅倾角传感器，其特征在于，包括：弹性体，所述弹性体能够向其延伸方向的两侧弯曲；两个增敏连接部，分别连接于所述弹性体的延伸方向上的两端；光纤光栅，所述光纤光栅的两端分别连接于两个所述增敏连接部，所述光纤光栅的延伸方向平行于所述弹性体的延伸方向，所述光纤光栅和所述弹性体间隔设置；质量块，连接于一个所述增敏连接部。2.根据权利要求1所述的光纤光栅倾角传感器，其特征在于，所述增敏连接部包括连接块和增敏块，所述连接块连接于所述弹性体延伸方向上的一端，所述增敏块连接于所述连接块，且和所述弹性体间隔设置，所述光纤光栅的两端分别连接于所述增敏块。3.根据权利要求2所述的光纤光栅倾角传感器，其特征在于，所述增敏块为刚性结构。4.根据权利要求3所述的光纤光栅倾角传感器，其特征在于，所述增敏块沿所述弹性体的延伸方向，向所述弹性体的中部延伸。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建军，王良瑩，侯伟，吕韩阳，蒲飞杨，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：