[發(fā)明專利]一種光纖光柵加速度傳感器及其制作方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510351520.1
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN105158507A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張桂林;高侃;薛超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所;上?？泼鱾鬏敿夹g(shù)有限公司
• 主分類號: G01P15/03
• 分類號: G01P15/03
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，包括質(zhì)量塊、彈簧、光纖光柵以及固定底板，所述質(zhì)量塊與固定底板上均開有安裝槽和光纖通孔，所述安裝槽分別位于質(zhì)量塊下表面與固定底板上表面的邊沿位置，所述光纖通孔位于質(zhì)量塊與固定底板的中心位置，且質(zhì)量塊上表面與固定底板下表面的光纖通孔處分別開有填膠槽；所述彈簧兩端分別安裝固定在質(zhì)量塊與固定底板的安裝槽上；所述光纖光柵位于彈簧的內(nèi)部且其尾纖部分從質(zhì)量塊和固定底板的光纖通孔中引出，所述填膠槽內(nèi)灌設(shè)有密封膠將光纖光柵兩端與質(zhì)量塊和底板固定。

2.如權(quán)利要求1所述的光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，所述質(zhì)量塊、彈簧、光纖光柵外設(shè)有套筒，使得質(zhì)量塊與彈簧僅沿套筒軸線方向振動(dòng)，所述套筒上端與頂蓋固定相連，所述套筒下端與固定底板相連；所述頂蓋中心開設(shè)有光纖通孔，所述光纖光柵的尾纖由頂蓋中心處的光纖通孔引出，并與外部高速波長解調(diào)單元相連。

3.如權(quán)利要求2所述的光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，所述彈簧由碳素彈簧鋼絲繞制而成，所述質(zhì)量塊的形狀為圓柱體，材料為黃銅。

4.如權(quán)利要求3所述的光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，所述圓柱體質(zhì)量塊的直徑為12mm、厚度為6mm；所述套筒內(nèi)徑為14mm、外徑為18mm、高度為30mm；所述碳素彈簧鋼絲直徑為1.6mm，彈簧中徑為8mm，自由高度為18mm，有效圈數(shù)為5.5圈，彈簧剛度為23N/mm。

5.如權(quán)利要求1所述的光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，所述光纖光柵包括普通單模光纖，所述普通單模光纖上刻有切趾光柵，所述切趾光柵具有裸露包層，所述裸露包層的長度為20～30mm。

6.如權(quán)利要求1所述的光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，所述安裝槽的形狀為圓環(huán)形，其內(nèi)徑為6mm、外徑為10mm、深度為1mm。

7.如權(quán)利要求1所述的光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，所述光纖通孔直徑為1mm，所述填膠槽的直徑為5mm、深度為1.5mm。

8.一種光纖光柵加速度傳感器的制作方法，其特征在于，所述光纖光柵加速度傳感器為權(quán)利要求2所述的光纖光柵加速度傳感器，所述制作方法包括如下步驟：

首先將彈簧的兩端分別安裝在質(zhì)量塊與固定底板的安裝槽上，并在安裝槽處灌入密封膠進(jìn)行固化；

然后將光纖光柵的尾纖，由下向上依次穿過固定底板、質(zhì)量塊的光纖通孔，使得光纖光柵中心大致位于彈簧的中心位置，并在固定底板、質(zhì)量塊的填膠槽處灌入密封膠進(jìn)行固化，使得光纖光柵的兩端與質(zhì)量塊和固定底板固定連接，從而整體形成一個(gè)光纖光柵彈簧振子結(jié)構(gòu)；

接著剪去固定底板下端多余的光纖部分，將頂蓋和套筒上端相連，構(gòu)成光纖光柵加速度傳感器外殼；最后將光纖光柵的尾纖，從頂蓋的光纖通孔中引出，并將上述光纖光柵彈簧振子裝入傳感器外殼內(nèi)，將套筒下端與固定底板相連，從而完成整個(gè)光纖光柵加速度傳感器的制作。

9.如權(quán)利要求8所述的光纖光柵加速度傳感器的制作方法，其特征在于，所述密封膠為環(huán)氧密封膠，在固化過程中，光纖光柵始終加載有預(yù)應(yīng)變，固化溫度為80℃，固化時(shí)間為30分鐘。

10.如權(quán)利要求8所述的光纖光柵加速度傳感器的制作方法，其特征在于，所述頂蓋通過螺紋方式擰入到套筒內(nèi)，所述套筒下端也通過螺紋與固定底板連接，所述螺紋上均勻涂覆有螺紋緊固膠。