[發(fā)明專利]一種光纖光柵加速度計(jì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710545550.5
• 申請(qǐng)日: 2017-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN107144705A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜劭棟;王昌;倪家升;任慶洋;張發(fā)祥;孫志慧;劉小會(huì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院激光研究所
• 主分類號(hào): G01P15/03
• 分類號(hào): G01P15/03;G01H9/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 唐維虎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光纖光柵加速度計(jì)。

背景技術(shù)

當(dāng)今各行各業(yè)對(duì)振動(dòng)檢測(cè)都有著巨大需求，如機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)，橋梁、大壩的安全監(jiān)測(cè)，油、氣田、煤炭和各種礦藏的開采勘探，巖石、巖土結(jié)構(gòu)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)等。與傳統(tǒng)的電子類振動(dòng)傳感器相比，光纖Bragg光柵(FBG)振動(dòng)傳感器在工作過程中無需電源驅(qū)動(dòng)，適宜在易燃易爆的場(chǎng)合中使用(比如油、氣井)，安全可靠；FBG具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可在各種腐蝕環(huán)境中正常工作；FBG振動(dòng)傳感過程中的光波頻率比電磁波高很多，具有良好的抗電磁干擾特性；使用光纖傳輸信號(hào)，損耗小，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制測(cè)試；利用波分復(fù)用(DWDM)、時(shí)分復(fù)用(OTDM)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分布式測(cè)量。這些優(yōu)勢(shì)使得FBG振動(dòng)傳感器具有巨大的應(yīng)用潛能和推廣價(jià)值。

低頻高靈敏度振動(dòng)傳感器在工程應(yīng)用中有廣泛需求，但隨著傳感器可測(cè)振動(dòng)信號(hào)頻率的降低，以及靈敏度的提高。如何抑制傳感器的正交誤差，提高傳感器的可靠性，成為不容忽視的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種光纖光柵加速度計(jì)，以有效地改善上述問題。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光纖光柵加速度計(jì)，包括：殼體和置于所述殼體內(nèi)的懸臂梁、質(zhì)量塊、第一基座、第一支撐柱、第二支撐柱和光纖光柵。所述第一基座與所述懸臂梁連接，用于固定懸臂梁和質(zhì)量塊。所述第一支撐柱與所述懸臂梁連接，用于固定所述光纖光柵。所述第二支撐柱與所述第一基座連接，用于固定所述光纖光柵。所述懸臂梁還與所述質(zhì)量塊連接，所述懸臂梁的端面開設(shè)有中空孔，所述中空孔從所述懸臂梁的一端延伸至所述懸臂梁的另一端。所述光纖光柵用于測(cè)量加速度，其兩端平行于所述懸臂梁表面延伸至所述光纖光柵加速度計(jì)的殼體外部。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述質(zhì)量塊包括：第一凸起端，所述質(zhì)量塊通過所述第一凸起端與所述懸臂梁連接。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述光纖光柵加速度計(jì)還包括：第二基座，所述第二基座與所述第一基座相對(duì)設(shè)置于所述質(zhì)量塊的兩側(cè)，所述質(zhì)量塊包括：第二凸起端，所述第二基座用于限制所述第二凸起端的位移，以限制所述質(zhì)量塊的偏移量。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第二基座包括：限位孔，所述限位孔的尺寸大于所述第二凸起端的尺寸，所述第二凸起端置于所述限位孔內(nèi)。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第二基座包括：第一限位部和第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部間隔相對(duì)設(shè)置，所述第二凸起端置于所述第一限位部和所述第二限位部之間。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第二基座還包括：第一限位釘和第二限位釘，所述第一限位釘設(shè)置于所述第一限位部上，所述第二限位釘設(shè)置于所述第二限位部上。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第一限位部和所述第二限位部相匹配。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第一支撐柱和所述第二支撐柱相匹配。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述光纖光柵的光柵位于所述第一支撐柱與所述第二支撐柱之間。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，光纖光柵加速度計(jì)還包括：第一出纖穿越保護(hù)部和第二出纖穿越保護(hù)部，所述第一出纖穿越保護(hù)部和所述第二出纖穿越保護(hù)部相對(duì)設(shè)置于所述殼體的兩側(cè)，所述光纖光柵的一端經(jīng)所述第一出纖穿越保護(hù)部引出至所述殼體的外部，所述光纖光柵的另一端經(jīng)所述第二出纖穿越保護(hù)部引出至所述殼體的外部。

本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖光柵加速度計(jì)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該光纖光柵加速度計(jì)由于采用了中空結(jié)構(gòu)的懸臂梁13(即，懸臂梁的端面開設(shè)有中空孔，該中空孔從懸臂梁的一端延伸至懸臂梁的另一端)，使得該懸臂梁13可以等效于由兩個(gè)單懸臂梁并聯(lián)而成的雙懸臂梁，大大降低該光纖光柵加速度計(jì)的正交耦合誤差；同時(shí)該中空結(jié)構(gòu)的懸臂梁13又解決了采用雙懸臂梁而引發(fā)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差的問題，進(jìn)一步簡化了該光纖光柵加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)，以及提高了其可靠性。此外，該光纖光柵加速度計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，一致性好，可靠性高，可滿足低頻微弱振動(dòng)信號(hào)的探測(cè)需求。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明