[發明專利]溫度自補償型雙光柵對稱推挽式光纖光柵振動傳感器

有效

• 申請號: 201010181489.9
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101852643A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 孟洲;羅洪;于洋;熊水東;王建飛;胡永明;張學亮;胡正良;倪明;姚瓊;曹春燕;楊華勇;張振慧
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 郭敏

1.一種溫度自補償型雙光柵對稱推挽式光纖光柵振動傳感器，其特征在于該振動傳感器由殼體、兩個彈性體塊(3)、一個質量塊(5)、兩根傳感光纖Bragg光柵(8、9)、兩個連接座(6)與兩個支撐底座(2)組成；質量塊(5)位于兩個對稱的彈性體塊(3)之間，質量塊(5)兩端面上分別粘貼有連接座(6)，兩連接座(6)分別與兩個彈性體塊(3)一端對接粘固，兩彈性體塊(3)另一端再分別與兩支撐底座(2)對接粘固，從而組成對稱推挽式結構，兩根光纖Bragg光柵(8、9)分別封裝在兩個彈性體塊(3)內，形成雙光纖光柵傳感；采用模塊化裝配結構，質量塊(5)、連接座(6)、彈性體塊(3)、光纖光柵與支撐底座(2)組成傳感探頭置于殼體內部。

2.如權利要求1所述的溫度自補償型雙光柵對稱推挽式光纖光柵振動傳感器，其特征在于所述質量塊(5)為銅質圓柱體，柱體兩端開有第一圓柱凹槽(52)，第一圓柱凹槽(52)深度滿足光纖彎曲要求，第一圓柱凹槽(52)直徑與連接座(6)一端突出的柱體殼(61)外徑相同，第一圓柱凹槽(52)上開有第一工藝縫(51)。

3.如權利要求1所述的溫度自補償型雙光柵對稱推挽式光纖光柵振動傳感器，其特征在于所述連接座(6)和支撐底座(2)均為銅質材料，連接座(6)是一個圓盤型部件，圓盤一端面上開有第二圓柱凹槽(62)，第二圓柱凹槽(62)直徑與彈性體塊(3)直徑相同，深度為1～2mm；圓盤另一端面上有凸出的柱體殼(61)插入到質量塊(5)第一圓柱凹槽(52)中并與第一圓柱凹槽(52)對接粘固，連接座(6)中軸線處打有第一工藝孔(63)；支撐底座(2)為圓柱體，中軸線上打有第二工藝孔(23)，兩端面開有第三圓柱凹槽(24)和第四圓柱凹槽(22)，第三圓柱凹槽(24)直徑與彈性體塊(3)直徑相同，深度為1～2mm，第四圓柱凹槽(22)深度滿足光纖彎曲要求，且開有第二工藝縫(21)。

4.如權利要求1所述的溫度自補償型雙光柵對稱推挽式光纖光柵振動傳感器，其特征在于所述彈性體塊(3)為圓柱體，采用彈性材料制作，一端插入連接座(6)的第二圓柱凹槽(62)并與第二圓柱凹槽(62)對接粘固，一端插入支撐底座(2)的第三圓柱凹槽(24)并與第三圓柱凹槽(24)對接粘固；兩個彈性體塊(3)和質量塊(5)組成彈性系統，彈性體塊(3)作為彈性系統部件，其彈性模量E、半徑R、高H對傳感器的靈敏度S和本征頻率f0有直接影響，傳感器的靈敏度和本征頻率公式為：

S=Δλ(0)a=0.78mEπR2λ1+λ22---(1)]]>

f0=12π2km=12π2EπR2mH---(2)]]>

式中m為質量塊(5)和連接座(6)的總質量，λ₁和λ₂為兩光纖光柵的Bragg波長。k是彈性系統的彈性系數，E、R、H根據公式(1)和(2)根據S和f₀的要求進行優化設計得到。