一种光纤光栅位移传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光纤光栅位移传感器，包括固定框、第一活动杆、至少两个第二活动杆和两个光纤光栅，固定框具有两个相对平行分布的第一棱柱和第二棱柱，第一活动杆内置于固定框且与第一棱柱平行，第一活动杆具有第一侧和第二侧，至少一个第二活动杆位于第一活动杆的第一侧，至少一个第二活动杆位于第一活动杆的第二侧，各个第二活动杆一端铰接于第一活动杆、另一端分别铰接于第一棱柱和第二棱柱，两个光纤光栅同轴，分别位于第一活动杆的两端，且两个光纤光栅一端均连接于第一活动杆、另一端均连接于固定框。本实用新型专利技术解决了现有技术中光纤光栅进行位移测量时易产生弯曲变形，疲劳强度降低的问题。劳强度降低的问题。劳强度降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅位移传感器


[0001]本技术涉及传感器
，尤其涉及一种光纤光栅位移传感器。

技术介绍

[0002]位移检测是测量技术中最基本的检测指标之一，广泛应用于航空航天、桥梁工程、地铁隧道等结构的健康监测，监测并分析水平位移的规律性，目的在于了解建筑物在内、外荷载和地基变形等因素作用下的状态是否正常，为工程安全运行提供保障依据。光纤光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)传感器具有结构简单、体积小、重量轻、外形可变、稳定性、重复性好等优点，在高磁场、强电磁干扰、强辐射、等环境下依旧保持良好的运作水平。传统光纤光栅位移传感器大多采用拉伸法、弹片法、悬臂梁法，但存在光纤光栅易弯曲变形、应用性差的问题。
[0003]专利文件CN203100683U中公开了一种光纤光栅位移传感器，该专利通过引起第二压缩弹簧产生压缩变化，第二压缩弹簧的压缩变化作用于薄弹性铜板，薄弹性铜板在第二压缩弹簧及两固定销的共同作用下产生弯曲变形，而光纤光栅紧贴且固定于薄弹性铜板上，由此引起光纤光栅的弯曲变形，光纤光栅的反射光波长即刻产生变化，解调仪通过光纤光栅的波长变化量就能监测到第一活动顶杆的位移变化量。
[0004]然而光栅弯曲容易产生交变剪切力，使得光纤产生疲劳，影响了测量的精度，并且降低了光栅传感器的使用寿命。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种光纤光栅位移传感器，用以解决现有技术中光纤光栅位移传感器容易产生弯曲变形，导致使用寿命降低的问题。
[0006]本技术提供一种光纤光栅位移传感器，包括固定框、第一活动杆、至少两个第二活动杆和两个光纤光栅，所述固定框具有两个相对平行分布第一棱柱和第二棱柱，所述第一活动杆内置于所述固定框且与所述第一棱柱平行设置，所述第一活动杆具有第一侧和第二侧，至少一个所述第二活动杆位于所述第一活动杆的第一侧，至少一个所述第二活动杆位于所述第一活动杆的第二侧，各个所述第二活动杆一端铰接于所述第一活动杆、另一端分别铰接于所述第一棱柱和所述第二棱柱，两个所述光纤光栅分别位于所述第一活动件的两端，所述光纤光栅一端连接于所述第一活动件、另一端连接于所述固定框。
[0007]进一步的，所述固定框包括第一棱柱、第二棱柱、第三棱柱和第四棱柱，所述第三棱柱与所述第四棱柱平行分布，所述第一棱柱与所述第三棱柱垂直分布，两个所述光纤光栅一端分别连接于所述第三棱柱和第四棱柱。
[0008]进一步的，所述第一活动杆位于所述第一棱柱和第二棱柱的中部。
[0009]进一步的，所述第一活动杆与所述第三棱柱和第四棱柱之间具有一设定间距。
[0010]进一步的，所述第一活动杆的第一侧分布有两个第二活动杆，两个所述第二活动杆间隔平行分布，两个所述第二活动杆均一端铰接于所述第一活动杆、另一端铰接于所述
第一棱柱。
[0011]进一步的，所述第一活动杆的第二侧分布有两个第二活动杆，两个所述第二活动杆间隔平行分布，两个所述第二活动杆均一端铰接于所述第一活动杆、另一端铰接于所述第二棱柱。
[0012]进一步的，各个所述第二活动杆均平行于所述第三棱柱。
[0013]进一步的，所述第二活动杆与所述第一活动杆、第一棱柱和第二棱柱之间通过柔性铰链连接。
[0014]进一步的，所述光纤光栅通过环氧树脂与所述固定框、所述第一活动杆固定。
[0015]进一步的，所述光纤光栅固定前需要进行预拉。
[0016]本技术所采用的光纤光栅位移传感器，与现有技术相比，本技术将两个光纤光栅的一端安装在第一活动杆上，另一端分别安装在固定框相对的两侧，并且第一活动杆通过柔性铰链与第二活动杆连接，从而通过第二活动杆与固定框铰接，从而使得第一活动杆能够带动其两端的光纤光栅相对固定框移动；在进行位移检测时，通过将固定框固定在其中一个待检测物体上，第一活动杆固定在另一个待检测物体上，并且使得第一活动杆与两个待检测物体发生相对运动的方向平行，当两个待检测物体发生相对位移时，第一活动杆通过带动第二活动杆转动从而与固定框产生相对位移，并引起两个光纤光栅受力拉伸或压缩，使两个光纤光栅产生大小相等、方向相反的波长漂移，将两者差分，即可避免待测物体移动时造成光纤光栅弯曲的现象，又可以将传感器灵敏度提高一倍，同时实现温度补偿。
[0017]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
[0018]图1为本技术提供的光纤光栅位移传感器一实施例的结构示意图；
[0019]图2为本实施例的平面示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理，并非用于限定本技术的范围。
[0021]如图1
‑
2所示，本技术实施例提供的光纤光栅位移传感器，包括固定框1、第一活动杆2、至少两个第二活动杆3和两个光纤光栅4，所述固定框1具有两个相对平行分布第一棱柱11和第二棱柱12，所述第一活动杆2内置于所述固定框1且与所述第一棱柱11平行设置，所述第一活动杆2具有第一侧和第二侧，至少一个所述第二活动杆3位于所述第一活动杆2的第一侧，至少一个所述第二活动杆3位于所述第一活动杆2的第二侧，各个所述第二活动杆3一端铰接于所述第一活动杆2、另一端分别铰接于所述第一棱柱11和所述第二棱柱12，两个所述光纤光栅4分别位于所述第一活动杆2的两端，所述光纤光栅4通过环氧树脂6一端连接于所述第一活动杆2、另一端连接于所述固定框1。
[0022]需要说明的是，本技术将两个光纤光栅4的一端安装在第一活动杆2上，另一
端分别安装在固定框1相对的两侧，并且第一活动杆2通过柔性铰链与第二活动杆3连接，从而通过第二活动杆3与固定框1铰接，从而使得第一活动杆2能够带动其两端的光纤光栅4相对固定框1移动；在进行位移检测时，通过将固定框1固定在其中一个待检测物体上，第一活动杆2固定在另一个待检测物体上，并且使得第一活动杆2与两个待检测物体发生相对运动的方向平行，当两个待检测物体发生相对位移时，第一活动杆2通过带动第二活动杆3转动从而与固定框1产生相对位移，并引起两个光纤光栅4受力拉伸或压缩，使两个光纤光栅4产生大小相等、方向相反的波长漂移，将两者差分，即可避免待测物体移动时造成光纤光栅弯曲的现象，又可以将传感器灵敏度提高一倍，同时实现温度补偿。
[0023]需要说明的是，固定框1的结构不作限定，只要能够保证固定框1具有相对平行的第一棱柱11和第二棱柱12即可，具体的，可为梯形、平行四边形或长方形(正方形)；其中，固定框1的尺寸大小决定了光纤光栅位移传感器的尺寸，可以理解的是，位移传感器的尺寸应该尽可能设计的小巧、便于携带和安装，具体的，固定框1的尺寸由待检测物体的尺寸及待检测物体可产生的位移大小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅位移传感器，其特征在于，包括固定框、第一活动杆、至少两个第二活动杆和两个光纤光栅，所述固定框具有两个相对平行分布的第一棱柱和第二棱柱，所述第一活动杆内置于所述固定框且与所述第一棱柱平行，所述第一活动杆具有第一侧和第二侧，所述第一活动杆的第一侧和第二侧均分布有两个第二活动杆，所述第一侧的两个第二活动杆间隔平行分布，所述第二侧的两个第二活动杆间隔平行分布，各个所述第二活动杆均一端铰接于所述第一活动杆、另一端分别铰接于所述第一棱柱和所述第二棱柱，两个所述光纤光栅分别位于所述第一活动杆的两端，且两个所述光纤光栅均一端连接于所述第一活动杆、另一端连接于所述固定框。2.根据权利要求1所述的光纤光栅位移传感器，其特征在于，所述固定框还包括第三棱柱和第四棱柱，所述第三棱柱与所述第四棱柱平行分布，所述第一棱柱与所述第三棱...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建军，包承玮，邹自松，肖凡，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：