一种基于光纤光栅的二维倾角传感器及倾角测量方法技术

本发明专利技术提供一种基于光纤光栅的二维倾角传感器及倾角测量方法，所述传感器包括：底座；支撑件，竖直固定于底座上；第一悬臂梁，固定于支撑件上，第一侧和第二侧设有光纤光栅传感器，末端设有配重块；第二悬臂梁，固定于支撑件上，第三侧和第四侧设有光纤光栅传感器，末端设有配重块；单模光纤，依次连接四个光纤光栅传感器。所述方法包括：分别设置两个悬臂梁，通过检测同一悬臂梁上两个光纤光栅传感器的布拉格波长差确定被测平面在相应悬臂梁所在方向上的倾角。本发明专利技术的测量结果不受环境影响，并且能够同时测量二维倾角。并且能够同时测量二维倾角。并且能够同时测量二维倾角。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤光栅的二维倾角传感器及倾角测量方法


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，尤其涉及一种基于光纤光栅的二维倾角传感器及倾角测量方法。

技术介绍

[0002]倾角传感器是结构安全监测技术的一个重要部分，被广泛应用于桥梁倾斜监测、滑坡监测、输电线路杆塔倾斜监测等领域。传统倾角传感器多为电子式的，但在面对特殊环境时无法保证测量的准确性。例如在强电磁电场环境下会存在电磁干扰的问题，在面积大的环境下存在无法长期实时在线监测的问题，在温度变化快的环境下会出现温度漂移大的问题。现有的光纤光栅倾角传感器的结构复杂，制作比较困难，存在温度交叉敏感问题，同时无法对二维倾角同时测量。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于光纤光栅的二维倾角传感器及倾角测量方法，以解决现有倾角传感器测量结果易受环境影响且无法对二维倾角同时测量的问题。
[0004]本专利技术的一个方面提供了一种基于光纤光栅的二维倾角传感器，包括：底座；支撑件，所述支撑件竖直固定于所述底座上；第一悬臂梁，所述第一悬臂梁通过悬臂梁固定夹具固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅的二维倾角传感器，其特征在于，包括：底座；支撑件，所述支撑件竖直固定于所述底座上；第一悬臂梁，所述第一悬臂梁通过悬臂梁固定夹具固定于所述支撑件上，所述第一悬臂梁的第一侧和所述第一侧相对的第二侧分别设有一个光纤光栅传感器，所述第一悬臂梁末端设有第一配重块，所述第一悬臂梁仅能沿所述第一侧和所述第二侧所在平面的第一方向摆动；第二悬臂梁，所述第二悬臂梁通过悬臂梁固定夹具固定于所述支撑件上，所述第二悬臂梁的第三侧和所述第三侧相对的第四侧分别设有一个光纤光栅传感器，所述第二悬臂梁末端设有第二配重块，所述第二悬臂梁仅能沿所述第三侧和所述第四侧所在平面的第二方向摆动；所述第一悬臂梁和所述第二悬臂梁垂直于所述底座；所述第一侧、所述第二侧所在的平面与所述第三侧、所述第四侧所在的平面垂直；多个单模光纤，依次将所述第一悬臂梁上的两个光纤光栅传感和所述第二悬臂梁上的两个光纤光栅传感器串联起来构成完整的测量光路；其中，采用所述基于光纤光栅的二维倾角传感器测量待测平面倾角时，所述第一悬臂梁在所述第一配重块的重力作用下发生形变并产生应力变化，所述第一侧和所述第二侧的光纤光栅传感器将所述第一悬臂梁受到的应力变化转化为布拉格波长变化，将所述第一侧光纤光栅传感器的布拉格波长变化与所述第二侧光纤光栅传感器的布拉格波长变化作差得到第一布拉格波长差，根据所述第一布拉格波长差与倾角的对应关系确定所述待测平面在所述第一方向的第一倾角；所述第二悬臂梁在所述第二配重块的重力作用下发生形变并产生应力变化，所述第三侧和所述第四侧光纤光栅传感器将所述第二悬臂梁受到的应力变化转化为布拉格波长变化，将所述第三侧光纤光栅传感器的布拉格波长变化与所述第四侧光纤光栅传感器的布拉格波长变化作差得到第二布拉格波长差，根据所述第二布拉格波长差与倾角的对应关系确定所述待测平面在所述第二方向的第二倾角。2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的二维倾角传感器，其特征在于，还包括：不锈钢外壳，所述底座、所述支撑件、所述第一悬臂梁、所述第二悬臂梁、所述第一配重块、所述第二配重块、所述第一悬臂梁上的两个光纤光栅传感器、所述第二悬臂梁上的两个光纤光栅传感器以及所述单模光纤均设置于所述不锈钢外壳内部。3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的二维倾角传感器，其特征在于，还包括：数据处理装置，所述数据处理装置与单模光纤连接，以对所述第一悬臂梁和所述第二悬臂梁上的光纤光栅传感器的布拉格波长变化数据进行处理。4.根据权利要求3所述的基于光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈聪聪，周瑞，翟桐，杨方，
申请(专利权)人：北京精诚恒创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：