一种光纤光栅加速度传感器制造技术

本申请涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种光纤光栅加速度传感器，其包括光纤、光栅以及安装座，安装座的顶部连接有弹性件，弹性件上连接有质量块，安装座上开设有供光纤穿过的引入孔和引出孔，安装座上开设有分别与引入孔和引出孔连通的放置槽，光栅设置在至少其中一个放置槽内，光纤依次经过引入孔、质量块和引出孔。本申请具有改善由于光纤光栅产生啁啾现象而使灵敏度降低的问题，以提高获取数据的准确性的效果。确性的效果。确性的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅加速度传感器


[0001]本申请涉及传感器
，尤其是涉及一种光纤光栅加速度传感器。

技术介绍

[0002]对于一些环境复杂的大型地质结构，比如隧道和矿山等，需要定期进行振动监测，预先将用于测量振动参数的传感器埋设在地质结构内部，当地质结构中产生地震波时，地震波传递到传感器中，传感器即可测量振动参数，从而发现地质结构中潜伏的地震活动，达到预警和防灾的目的。再比如桥梁、建筑等土木结构等，振动是反映结构健康状况的一个重要参量，对它的监测是非常必要的。
[0003]对于振动检测，通常会采用光纤光栅加速度传感器，光纤光栅加速度传感器具有抗电磁干扰、防爆和耐高温等优点，可以适应于地质结构的复杂和恶劣环境，当埋设在地质结构内部的光纤光栅加速度传感器检测到振动信号时，光纤光栅的光参量会发生相应的变化，通过解调光参量的变化，即可获取大型结构工程振动的加速度。
[0004]相关技术中记载的光纤光栅加速度传感器，包括基座、光纤光栅、弹性件以及质量块，光纤光栅会直接粘贴在弹性件上来感应物体的振动频率，并通过光纤传输给专业检测设备以获取实时数据。但是，这种弹性件的表面产生应力变化时，光纤光栅很容易产生啁啾现象，灵敏度会相对降低，而且这样会导致光纤光栅不均匀应变，从而导致通过光纤光栅获取的数据不准确。

技术实现思路

[0005]为了改善由于光纤光栅产生啁啾现象而使灵敏度降低的问题，以提高获取数据的准确性，本申请提供一种光纤光栅加速度传感器。
[0006]本申请提供的一种光纤光栅加速度传感器采用如下的技术方案：
[0007]一种光纤光栅加速度传感器，包括光纤、光栅以及安装座，所述安装座的顶部连接有弹性件，所述弹性件上连接有质量块，所述安装座上开设有供所述光纤穿过的引入孔和引出孔，所述安装座上开设有分别与所述引入孔和所述引出孔连通的放置槽，所述光栅设置在至少其中一个所述放置槽内，所述光纤依次经过所述引入孔、所述质量块和所述引出孔。
[0008]通过采用上述技术方案，首先将光纤光栅加速度传感器固定在被测物体上，将光纤的引出端连接到设备上；当被测物体产生振动时，振动会依次经过安装框、安装座、弹性件传递给质量块，质量块振动带动光纤晃动，使得对应的光纤产生变化，并最终通过光纤传输给检测设备以获取实时数据。这样，本光纤光栅加速度传感器中，光栅不需要直接与弹性件接触，改善由于光纤光栅产生啁啾现象而使灵敏度降低的问题，提高了光纤光栅加速度传感器的灵敏度，进而提高了获取数据的准确性。
[0009]可选的，所述质量块的横截面呈半圆形，所述质量块的中心与所述弹性件中心重合，所述光纤缠绕在所述质量块的弧形周面上。
[0010]通过采用上述技术方案，这样，光纤利用质量块实现平稳过渡，能够减小振动过程中，质量块对光纤的磨损损伤，以延长光纤的使用寿命。
[0011]可选的，所述质量块上开设有两个对称的工艺孔，两个所述工艺孔沿所述质量块的径向设置，两个所述工艺孔均贯穿所述质量块。
[0012]通过采用上述技术方案，工艺孔能够改善质量块的应力分布情况，能够将振动稳定地传递给光纤，减小质量块自身对最终数据的影响。
[0013]可选的，所述质量块的周面上连接有振动锤头，所述振动锤头的中心与所述质量块的中心重合。
[0014]通过采用上述技术方案，振动锤头起到配重的作用，能够保证振动过程中更加平稳，使得光纤光栅能够获取更加均匀的应变，以提高获取数据的准确性。
[0015]可选的，所述振动锤头上开设有供所述光纤通过的通孔。
[0016]通过采用上述技术方案，能够对光纤进行限制，防止光纤从质量块上脱落。
[0017]可选的，所述光纤通过焊料固定在所述安装座上。
[0018]通过采用上述技术方案，焊料固定能够应对更加复杂的环境，比如：高温、严寒等，从而能够提高本光纤光栅加速度传感器的适应性。
[0019]可选的，所述安装座上成型有安装框，所述安装框外的所述光纤上套设有橡胶管。
[0020]通过采用上述技术方案，对外露在安装框外的光纤进行保护。
[0021]可选的，所述安装框的两侧均设置有用于对所述安装框内部进行封闭的端盖。
[0022]通过采用上述技术方案，对振动锤头、弹性件、质量块等进行保护，同时减小外部环境直接对振动检测的影响。
[0023]可选的，所述安装框的长度方向上开设有安装孔，所述安装孔内部加工有螺纹，所述安装孔贯穿所述安装框并延伸至所述安装座内部。
[0024]通过采用上述技术方案，利用固定件能够将本光纤光栅加速度传感器与被测物体进行固定。
[0025]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0026]1.本申请设置有安装座、光纤光栅、弹性件以及质量块，弹性件连接在安装座上，质量块连接在弹性件上，安装座上开设有引入孔、引出孔、第一放置槽以及第二放置槽，光纤从引入孔穿入，经过第一放置槽，套设在质量块上，并经过第二放置槽，最终从引出孔导出，光栅可以放置第一放置槽或者第二放置槽内，这样，光栅能够不需要直接与弹性件接触，改善由于光纤光栅产生啁啾现象而使灵敏度降低的问题，提高了光纤光栅加速度传感器的灵敏度，进而提高了获取数据的准确性；
[0027]2.本申请设置有振动锤头，振动锤头连接在质量块上，振动锤头起到配重的作用，能够保证振动过程中更加平稳，使得光纤光栅能够获取更加均匀的应变，以提高获取数据的准确性；
[0028]3.本申请中固定光纤光栅采用焊料加热固定的方式，相对于传统的胶固定，焊料固定能够应对更加复杂的环境，比如：高温、严寒等，从而能够提高本光纤光栅加速度传感器的适应性。
附图说明
[0029]图1是本申请中的光纤光栅加速度传感器将端盖隐藏后的正视图；
[0030]图2是本申请中的光纤光栅加速度传感器将端盖隐藏后的结构示意图；
[0031]图3是本申请中的光纤光栅加速度传感器的整体结构示意图。
[0032]附图标记说明：1、基座；101、安装座；102、安装框；2、引入孔；3、第一放置槽；4、光纤；5、引出孔；6、第二放置槽；7、光栅；8、弹性件；9、质量块；10、振动锤头；11、工艺孔；12、橡胶管；13、安装孔；14、通孔；15、端盖。
具体实施方式
[0033]以下结合附图1
‑
3对本申请做进一步详细说明。
[0034]本申请实施条例公开一种光纤光栅加速度传感器，参照图1，光纤光栅加速度传感器包括基座1，基座1包括安装框102和安装座101，安装框102和安装座101一体成型，安装座101顶部与安装框102之间形成有安装腔室，安装座101底部连接有弹性件8，弹性件8顶部连接有质量块9，弹性件8和质量块9均位于安装腔室内。安装座101上开设有引入孔2、导出孔、第一放置槽3以及第二放置槽6，引入孔2与第一放置槽3连通，引出孔5与第二放置槽6连通。光纤4从引入孔2穿入，经过第一放置槽3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅加速度传感器，其特征在于：包括光纤(4)、光栅(7)以及安装座(101)，所述安装座(101)的顶部连接有弹性件(8)，所述弹性件(8)上连接有质量块(9)，所述安装座(101)上开设有供所述光纤(4)穿过的引入孔(2)和引出孔(5)，所述安装座(101)上开设有分别与所述引入孔(2)和所述引出孔(5)连通的放置槽，所述光栅(7)设置在至少其中一个所述放置槽内，所述光纤(4)依次经过所述引入孔(2)、所述质量块(9)和所述引出孔(5)。2.根据权利要求1所述的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述质量块(9)的横截面呈半圆形，所述质量块(9)的中心与所述弹性件(8)中心重合，所述光纤(4)缠绕在所述质量块(9)的弧形周面上。3.根据权利要求2所述的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述质量块(9)上开设有两个对称的工艺孔(11)，两个所述工艺孔(11)沿所述质量块(9)的径向设置，两个所述工艺孔(11)均贯穿所述质量块(9)。4.根据权利要求2所述的光纤光栅加速度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：师振江，葛薇，徐希君，高杰，李昂，
申请(专利权)人：北京通为科技有限公司，
类型：新型
国别省市：