[實用新型]一種大量程光纖光柵位移傳感器

有效

• 申請號: 201420253338.3
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN203837659U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 姜龍;孫劍鋒;李連慶;劉統玉
• 申請（專利權）人: 山東微感光電子有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種位移傳感器，尤其涉及一種大量程光纖光柵位移傳感器，適用于煤礦液壓支架位移的實時在線監測。

背景技術

我國采煤綜合機械化水平在不斷提高，隨著綜合采煤機械化的不斷發展和新型大功率采煤機、工作面運輸機的使用，要求對液壓支架工作狀態的監測技術與之相配套。目前采煤機和運輸機的監控系統已經在許多煤礦投入使用，但液壓支架工作狀態的實時監測系統滯后于上述監控系統，給現場作業人員帶來了極大的不便。

目前的液壓支架狀態監測多采用電子式傳感裝置，由于工作面有強烈的電磁干擾，容易造成測量不準確，且現有的液壓支架直線傳感器安裝成本較高，信號漂移嚴重，信號遠距離傳輸困難，不方便組網，同時對現場環境的抗干擾能力比較差，需要經常調零和校正，容易在支架工作過程中損壞；現有的光纖光柵位移傳感器精度較高，抗電磁干擾，但量程較小，一般在200mm以內，不能滿足現場使用要求。各種監測方式也不具有系統性。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提出了一種大量程的光纖光柵位移傳感器，該光纖光柵位移傳感器，體積小、精度高、量程大并且量程連續可調，其次由于傳感器本身不帶電，本質安全，可在易燃易爆環境下使用，并能實現實時在線監測，為監測液壓支架位移，分析工作面的走向提供了技術手段。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種大量程光纖光柵位移傳感器，包括:傳感器主體以及鋼絲繩固定結構；所述傳感器主體包括傳感器外殼以及設置在外殼內部的光纖、應變梁、光纖光柵一、光纖光柵二、精密螺桿、支架一、繞線輪、鋼絲繩、簧盒、支架二和渦卷彈簧。

所述支架一與支架二固定在傳感器外殼上，所述支架一外側固定有應變梁，應變梁上下兩側分別粘接光纖光柵一和光纖光柵二。

在支架一和支架二之間固定有用于在兩支架之間通過螺紋傳動進行往復運動的精密螺桿，所述精密螺桿上固定有繞線輪。

所述支架二內側固定有簧盒，簧盒內部設有渦卷彈簧，渦卷彈簧與精密螺桿連接。

所述鋼絲繩固定結構包括用于將鋼絲繩卡緊的鋼絲繩卡扣以及用于固定鋼絲繩自由端的鋼絲繩固定環。

鋼絲繩一端固定在傳感器內部繞線輪上，繞線輪纏繞合適圈數后，通過鋼絲繩卡扣卡緊，并阻擋在傳感器外殼外部，另一端為自由端，固定在鋼絲繩固定環上。

所述傳感器外殼包括：上蓋、下蓋、圓筒側壁、光纜固定接頭和鎧裝光纜；所述上蓋、下蓋和側壁共同組成光纖光柵位移傳感器的殼體，所述下蓋外側設有用于固定光纜的光纜固定接頭，光纜固定接頭連接鎧裝光纜；光纖一端固定于應變梁上，另一端穿過下蓋進入鎧裝光纜。

通過調整精密螺桿的螺距以及應變梁的尺寸能夠調整傳感器的靈敏度，通過改變精密螺桿的螺紋長度以及繞線輪的直徑能夠調整傳感器的量程。

當鋼絲繩固定環與傳感器主體之間距離變大時，鋼絲繩拖動繞線輪發生轉動，繞線輪帶動精密螺桿轉動，渦卷彈簧儲存能量，精密螺桿向靠近應變梁的一側移動，應變梁撓曲應變增大，通過標定公式得出所測位移量。

當鋼絲繩固定環與傳感器主體之間距離變小時，繞線輪在渦卷彈簧的彈力下發生轉動，鋼絲繩被盤在繞線輪上，精密螺桿向遠離應變梁的一側移動，應變梁撓曲應變減小，通過標定公式得出所測位移量。

鋼絲繩固定環與傳感器主體部分分別固定在測量目標要發生位移部位的兩端。

位移量與撓曲應變量的標定公式為：