[實用新型]光纖光柵二維振動傳感器

有效

• 申請號: 201220364306.1
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN202693118U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 褚宇光;王智猛;李安洪;魏永幸;賴紫輝;張東生;戴玉堂
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所 51215
• 代理人: 王建國

技術領域

本實用新型涉及傳感器，特別涉及一種光纖光柵二維振動傳感器。

背景技術

光纖光柵（以下簡稱FBG）傳感器與傳統的電類傳感器相比有很多優點，如無源無電、抗電磁干擾、信號傳輸距離遠、采用一根光纖可實現多點分布式測量等，因此，在傳感領域倍受關注。

我國是山地大國，崩塌、落石災害較為頻繁，對鐵路安全運輸構成嚴重威脅，隨著我國高速鐵路的快速發展，鐵路沿線地質災害監測預警技術愈發得到重視。鐵路沿線兩側的被動柔性防護網及防護柵欄，用來攔截滾石等異物入侵鐵路限界，通過在柔性防護網及防護柵欄上安裝光纖光柵振動傳感器，可以通過監測其受異物沖擊的強度及沖擊前后的狀態，來判斷防護網是否被損壞，異物是否已經侵限，為鐵路安全運營提供保障。

專利號為200410020833的中國專利“光纖束微振動光纖傳感器及其使用方法”，包含各種較為復雜的光信號處理裝置，傳感器受光源強度波動影響大，且不能串接復用，不具備光柵傳感器的一根光纖分布式測量的優點。專利號200710177785.X的專利“一種光纖振動傳感器”，采用阻尼設備，可調節傳感器的固有頻率，可獲得較好的幅頻特性曲線，但此帶阻尼結構的傳感器受溫度影響較大，且構造較為復雜。專利號ZL200720021749.X的專利“三分量光纖光柵振動傳感器”，三個不同的橡膠塊分別粘貼有三個光柵，通過一錐形體固定與被測物體來測量三個方向上的振動。這種結構，橡膠材料受溫度影響較大，且被測物體的各個方向上的振動不能很好的傳遞給傳感器，傳感器所測振動容易失真。專利號為201010181489.9的中國專利“溫度自補償型的雙光柵對稱推挽式光纖光柵振動傳感器”具備溫度補償功能，但對兩個光柵進行了預拉伸，光柵質量性能減弱，不利于長期工作，且工作頻率范圍較低，應用范圍受到限制。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種光纖光柵二維振動傳感器，各項特性指標良好，可以在大型土木工程、柔性防護網、防護柵欄等的健康狀態監測中得到應用。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本實用新型光纖光柵二維振動傳感器，其特征是：它包括設置于盒體內的鋼管，鋼管的兩端與盒體固定連接，鋼管的中部固定設置有質量塊，在質量塊兩側的鋼管表面上分別粘貼固定第一對光纖光柵、第二對光纖光柵，由相錯180度的一號光纖光柵、二號光纖光柵構成的第一對光纖光柵位于豎直平面上，由相錯180度的三號光纖光柵、四號光纖光柵構成的第二對光纖光柵位于水平面上，一號光纖光柵與二號光纖光柵串接，二號光纖光柵與三號光纖光柵，三號光纖光柵與四號光纖光柵串接，四號光纖光柵的另一端與引出盒體的尾纖連接。

本實用新型的有益效果是，采用光柵的波長變化量差值來反映振動情況，靈敏度高，兩個光柵波長漂移方向相反，相減后靈敏度增加一倍，由溫度帶來的光柵波長同向漂移被減掉消除一號、二號光柵由垂直于紙面方向的振動帶來的應變也是同向的，差值后可消除此影響。各項特性指標良好，可以在大型土木工程、柔性防護網、防護柵欄等的健康狀態監測中得到應用。

附圖說明

本說明書包括如下一幅附圖：

圖1是本實用新型光纖光柵二維振動傳感器

圖中示出零部件、部位名稱及所對應的標記：盒蓋11、底座12、鋼管20、質量塊21、一號光纖光柵31、二號光纖光柵32、三號光纖光柵33、四號光纖光柵34。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

參照圖1，本實用新型的光纖光柵二維振動傳感器，它包括設置于盒體內的鋼管20，鋼管20的兩端與盒體固定連接，鋼管20的中部固定設置有質量塊21，在質量塊21兩側的鋼管20表面上分別粘貼固定第一對光纖光柵、第二對光纖光柵，由相錯180度的一號光纖光柵31、二號光纖光柵32構成的第一對光纖光柵位于豎直平面上，由相錯180度的三號光纖光柵33、四號光纖光柵34構成的第二對光纖光柵位于水平面上，一號光纖光柵31與二號光纖光柵32串接，二號光纖光柵32與三號光纖光柵33，三號光纖光柵33與四號光纖光柵34串接，四號光纖光柵34的另一端與引出盒體的尾纖連接。所述盒體通常由可拆卸連接的盒蓋11、底座12構成，鋼管20焊接固定于底座12上。

本實用新型的測量原理如下：