[發(fā)明專利]一種光纖Bragg光柵高頻加速度傳感器及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610014066.5
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105510631A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝濤;李川;李英娜;趙振剛;歐陽鑫;劉愛蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G01P15/03
• 分類號: G01P15/03;G01H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光纖Bragg光柵高頻加速度傳感器，其特征在于：包括左光纖Bragg光柵(1)、左 彈性鋼片(2)、光纖(3)、鋼管(4)、底座(5)、質(zhì)量塊(6)、右彈性鋼片(7)、右光纖Bragg光柵 (8)、導(dǎo)出光纖(9)；其中質(zhì)量塊(6)固定于鋼管(4)的頂部，鋼管(4)的底部固定于底座(5) 上，左彈性鋼片(2)、右彈性鋼片(7)分別置于鋼管(4)的左右兩邊，左彈性鋼片(2)、右彈性 鋼片(7)的下端都固定于底座(5)上，左彈性鋼片(2)、右彈性鋼片(7)的上端分別連接固定 到質(zhì)量塊(6)的左右兩端，左光纖Bragg光柵(1)、右光纖Bragg光柵(8)串聯(lián)焊接后分別粘貼 到左彈性鋼片(2)、右彈性鋼片(7)，左光纖Bragg光柵(1)、右光纖Bragg光柵(8)的一端通過 光纖(3)連接，左光纖Bragg光柵(1)、右光纖Bragg光柵(8)另一端的導(dǎo)出光纖(9)分別從底 座(5)一側(cè)引出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖Bragg光柵高頻加速度傳感器，其特征在于：所述左光纖 Bragg光柵(1)粘貼在左彈性鋼片(2)左側(cè)，右光纖Bragg光柵(8)粘貼在右彈性鋼片(7)右 側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖Bragg光柵高頻加速度傳感器，其特征在于：所述左光纖 Bragg光柵(1)、右光纖Bragg光柵(8)采用同一型號的光敏光纖制成。

4.一種根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光纖Bragg光柵高頻加速度傳感器的使用方 法，其特征在于：所述方法的步驟如下：

Step1、當(dāng)把傳感器固定在待測物體上并隨物體一起振動時，質(zhì)量塊(6)、鋼管(4)、左彈 性鋼片(2)、右彈性鋼片(7)組成的彈性系統(tǒng)作受迫振動，質(zhì)量塊(6)帶動鋼管(4)、左彈性鋼 片(2)、右彈性鋼片(7)作應(yīng)變變化，使得粘貼在彈性鋼片的左光纖Bragg光柵(1)、右光纖 Bragg光柵(8)和左彈性鋼片(2)、右彈性鋼片(7)一起作應(yīng)變變化，將導(dǎo)致光纖光柵的波長 產(chǎn)生相應(yīng)的變化，光纖Bragg光柵波長變化Δλ₁、Δλ₂；

Step2、根據(jù)粘貼在彈性鋼片上的左光纖Bragg光柵(1)、右光纖Bragg光柵(8)的中心波 長變化值Δλ₁、Δλ₂與彈性系統(tǒng)中加速度a的關(guān)系式計算出傳感器被測對象的加速度變化；式中：E為鋼管(4)的彈性模量，d₁、d₂分別為鋼管(4) 的內(nèi)徑和外徑，s為彈性鋼片的橫切面積，λ為光纖Bragg光柵的中心波長，S_ε為光纖應(yīng)變靈 敏度系數(shù)，m為質(zhì)量塊(6)質(zhì)量。