[實用新型]一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件

有效

• 申請號: 201420842855.4
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN204313803U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 張亮;劉月明;陳浩;鄒建宇;夏忠誠;高曉良
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光纖光柵傳感技術領域，尤其涉及一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件。

背景技術

自從1978年K.O.Hill等人首先在摻鍺光纖中采用駐波寫入法制成世界上第一只光纖光柵以來，由于它具有許多獨特的優點，因而在光纖傳感領域有著廣闊的應用前景。隨著光纖光柵制造技術的不斷完善，在光纖傳感領域的應用成果日益增多，使得光纖光柵已成為發展最為迅速的光纖無光源器件之一。光纖在紫外光強激光照射下，利用光纖纖芯的光敏感特性，光纖的折射率將隨光強的空間分布發生相應的變化。這樣，在光纖軸向上就會形成周期性的折射率變化，即為光纖光柵。由于光纖光柵具有抗電磁干擾、高精度、使用方便、性能穩定和便于分布式組網等優點，因而在應變檢測傳感技術領域得到了廣泛應用。

光纖布拉格(Bragg)光柵是利用光纖纖芯材料的光敏性在紫外線下形成的折射率呈周期性變化的一段光纖，當把光纖Bragg光柵用于應變檢測時，為提高檢測精度，技術要點之一是要對光纖Bragg光柵傳感結構進行應變增敏設計，本專利采用二級杠桿結構，對應變進行二次放大，實現對光纖光柵應變傳感結構的增敏。

發明內容

本發明提出來一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件，能夠對光纖光柵應變傳感器進行增敏。

本發明提供一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件，所述光纖光柵應變增敏器件包括光纖Bragg光柵、一級傳感臂、二級傳感臂、螺柱焊腳、上底座和下底座。

為達到上述目的，本發明采取以下技術方案：

所述的一級傳感臂、二級傳感臂、螺柱焊腳、上底座和下底座為一體化連接。

所述的螺柱焊腳是基于螺柱焊的技術要求制作，可用螺柱焊機將其焊接在被測物體表面。

所述的上底座和下底座的厚度為一級傳感臂厚度的兩倍，保證在受壓條件下不會發生扭曲變形。

所述的光纖光柵為普通的光纖Bragg光柵，光柵粘接固定在二級傳感臂的凹槽中。

所述的光纖Bragg光柵粘接在二級傳感臂上時，需要施加適當預拉，以保證傳感器具有雙向應變傳感能力。

所述的一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件，其靈敏度可通過改變螺柱焊腳與一級傳感臂的連接點和一級傳感臂與二級傳感臂的連接點這兩個連接點的位置來調節。

所述的一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件，對兩螺柱焊腳間距離與粘接在二級傳感臂兩端的光纖Bragg光柵長度的設計也是一種應變放大結構，其放大倍數為兩螺柱焊腳間距離與粘接在二級傳感臂兩端的光纖Bragg光柵的長度之比。

本發明所述的一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件，通過對材料和結構的合理選取與設計，可以提高和調節傳感器的應變靈敏度。

附圖說明

圖1為所述的一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件示意圖

圖2為所述的一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件工作原理圖

具體實施方式

本發明所述的一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件，包括光纖Bragg光柵(1)、一級傳感臂(2)、二級傳感臂(3)、螺柱焊腳(4)、上底座(5)和下底座(6)。

所述的一級傳感臂(2)、二級傳感臂(3)、螺柱焊腳(4)、上底座(5)和下底座(6)為一體化的金屬結構。

所述的一種二級杠桿傳遞的光纖光柵應變增敏器件，如圖1所示，為左右對稱結構。

所述的一級傳感臂(2)、二級傳感臂(3)、螺柱焊腳(4)、上底座(5)和下底座(6)的材料宜選用與被測物體相一致的材料，避免不同材料在外界溫度變化時由于熱膨脹系數差異所引起的熱應力，以保證傳感器的監測精度。

所述的光纖Bragg光柵(4)通過粘接固定在二級傳感臂(3)的凹槽中，粘接時需要施加適當預拉，以保證傳感器具有雙向應變傳感能力。

所述的光纖Bragg光柵(4)的柵區部分如圖1所示位于兩個二級傳感臂(3)的中間部位。

所述的螺柱焊腳(4)是基于螺柱焊的技術要求制作，可通過螺柱焊將其焊接固定在被測物體上。對兩螺柱焊腳間距離與粘接在二級傳感臂兩端的光纖Bragg光柵長度的設計也是一種應變放大結構，其放大倍數為兩螺柱焊腳間距離與粘接在二級傳感臂兩端的光纖Bragg光柵的長度之比。