[實用新型]一種基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220572574.2
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN202974522U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 張文濤;李峰;杜彥良;李芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，包括：?

盒體(1)，為餅狀筒形結構，其頂部內表面具有直接感受外界土壓力信號的一個承壓膜片(2)；?

安裝于盒體(1)內部的兩個支撐軸(4)；?

安裝于兩個支撐軸(4)上的兩個L型梁(5)，每個L型梁均具有豎直方向部分(6)和水平方向部分(7)，兩個L型梁(5)的水平方向部分(7)相對且不接觸，使L型梁(5)能夠繞支撐軸(4)轉動一定角度；?

安裝于承壓膜片(2)與兩個水平方向部分(7)的端部之間的中心傳力桿(3)，中心傳力桿(3)將承壓膜片(2)的縱向位移傳遞給兩個L型梁(5)的水平方向部分(7)的端部；?

安裝于雙L型梁(5)的豎直方向部分(6)的端部檢測土壓力信號的光纖光柵(8)，承壓膜片(2)的縱向位移通過中心傳力桿(3)和兩個L型梁(5)被傳遞給光纖光柵(8)，使光纖光柵(8)產生軸向應變；?

設置于盒體(1)兩端部側壁的兩個引出小孔(9)，光纖光柵(8)的尾纖通過該兩個引出小孔(9)被引出；?

安裝于盒體(1)底部密封和保護盒體(1)內部結構的底板(10)。?

2.根據(jù)權利要求1所述的基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，所述承壓膜片(2)、中心傳力桿(3)和兩個L型梁(5)構成一個縱向-橫向位移轉化結構，當受到外界土壓力時，該兩個L型梁(5)通過旋轉將承壓膜片(2)撓度傳遞給光纖光柵(8)，引起該光纖光柵(8)發(fā)生軸向應變。?

3.根據(jù)權利要求1所述的基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，所述支撐軸(4)為階梯狀，以限制L型梁(5)沿支撐軸(4)的平動，使L型梁(5)只有一個繞支撐軸(4)的旋轉自由度，進而提高該光纖光柵土壓力傳感器的穩(wěn)定性能。?

4.根據(jù)權利要求1所述的基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，所述光纖光柵土壓力傳感器的盒體(1)、承壓膜片(2)以及中心傳力桿(3)為一體化設計，以保證外界土壓力所引起的承壓膜片?(2)撓度的剛性傳遞。?

5.根據(jù)權利要求1所述的基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，所述兩個L型梁(5)的豎直方向部分(6)的端部之間還包括一彈性材料，該彈性材料固定兩個L型梁(5)的初始位置，確保兩個L型梁(5)的水平方向部分(7)與中心傳力桿(3)在初始條件下緊密接觸。?

6.根據(jù)權利要求1所述的基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，所述中心傳力桿(3)與兩個L型梁(5)的水平方向部分(7)的端部之間還包括一個分載梁(20)，且中心傳力桿(3)作用于該分載梁(20)的中心。?

7.根據(jù)權利要求6所述的基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，所述分載梁(20)的中心接觸于中心傳力桿(3)，分載梁(20)的兩端部分別接觸于一個L型梁(5)的水平方向部分(7)的端部，承壓膜片(2)的縱向位移依次通過中心傳力桿(3)和分載梁(20)被傳遞至兩個L型梁(5)的水平方向部分(7)的端部。?

8.根據(jù)權利要求7所述的基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，所述兩個L型梁(5)的豎直方向部分(6)的端部之間還包括一彈性材料，該彈性材料固定兩個L型梁(5)的初始位置，確保兩個L型梁(5)的水平方向部分(7)與分載梁(20)的兩端部在初始條件下緊密接觸。?

9.根據(jù)權利要求5或8所述的基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器，其特征在于，所述彈性材料是可拆卸的，其彈性模量小于光纖的彈性模量。?