[發(fā)明專利]一種基于雙L型梁的光纖光柵土壓力傳感器無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210431793.3 | 申請日： | 2012-11-01 |
| 公開（公告）號： | CN102901593A | 公開（公告）日： | 2013-01-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張文濤;李峰;杜彥良;李芳 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院半導(dǎo)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(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 | 代理人： | 任巖 |
| 地址： | 100083 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 光纖 光柵 壓力傳感器 | ||
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(jié)構(gòu)，其頂部內(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(chǎn)生軸向應(yīng)變；
設(shè)置于盒體(1)兩端部側(cè)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(nèi)部結(jié)構(gòu)的底板(10)。
2.根據(jù)權(quán)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(gòu)成一個縱向-橫向位移轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，當(dāng)受到外界土壓力時，該兩個L型梁(5)通過旋轉(zhuǎn)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(yīng)變。
3.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)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(quán)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是通過改變承壓膜片(2)的半徑或厚度，或者是通過改變L型梁(5)豎直方向部分(6)與水平方向部分(7)長度的比例關(guān)系，來調(diào)整光纖光柵土壓力傳感器的靈敏度和量程。
5.根據(jù)權(quán)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(shè)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。
6.根據(jù)權(quán)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。
7.根據(jù)權(quán)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。
8.根據(jù)權(quán)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。
9.根據(jù)權(quán)利要求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。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或9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。
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