[發(fā)明專利]一種基于準(zhǔn)分布式光纖光柵的陣列式三維測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711229701.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108061615B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊韜略;王省哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/24
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/24;G01B11/02
• 代理公司: 北京中恒高博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 高玉濱

1.一種基于準(zhǔn)分布式光纖光柵的陣列式三維測(cè)量方法，其特征在于，所述測(cè)量方法為：

首先在觸須桿靠近基部的位置設(shè)置一組十字垂直交叉的4個(gè)光纖光柵，然后通過(guò)與光纖光柵連接的預(yù)應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)，給光纖光柵施加一定的預(yù)應(yīng)力，然后通過(guò)連接件將觸須桿與光纖光柵固連，通過(guò)與觸須桿底部連接的彈簧機(jī)構(gòu)，施加垂直于4個(gè)光纖光柵的固定點(diǎn)構(gòu)成的平面方向的預(yù)應(yīng)力，當(dāng)觸須桿末端受到外界的激勵(lì)后，通過(guò)分析4個(gè)光柵的讀數(shù)，求出外界的激勵(lì)的方向和大小，首先在觸須桿靠近基部的位置設(shè)置一組十字垂直交叉的4個(gè)光纖光柵，組成一空間直角坐標(biāo)的形狀，然后通過(guò)與光纖光柵連接的預(yù)應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)，給光纖光柵施加一定的預(yù)應(yīng)力，讓光纖光柵處于拉伸狀態(tài)，同時(shí)保證4個(gè)光纖光柵的預(yù)拉力大小相等，并讓4個(gè)光纖光柵的固定點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)平面，交點(diǎn)O暫時(shí)處于4個(gè)光纖光柵的固定點(diǎn)構(gòu)成的平面上，然后通過(guò)連接件將觸須桿與4個(gè)的光纖光柵用強(qiáng)力膠固連，并確保觸須桿下端接觸彈簧機(jī)構(gòu)的上部，形成鉸支點(diǎn)，最后通過(guò)調(diào)節(jié)底部彈簧機(jī)構(gòu)的螺絲，將鉸支點(diǎn)頂起，使其離開(kāi)4個(gè)光纖光柵的固定點(diǎn)構(gòu)成的平面，相當(dāng)于同時(shí)給4個(gè)光纖光柵再次施加拉伸預(yù)應(yīng)力，等效于給觸須桿施加了垂直于4個(gè)光纖光柵的固定點(diǎn)構(gòu)成的平面方向的預(yù)應(yīng)力，觸須桿在三個(gè)方向上都施加了預(yù)應(yīng)力，當(dāng)觸須桿末端受到外界的激勵(lì)后，將會(huì)使得光柵產(chǎn)生一定的伸縮，從而感受到外界的刺激強(qiáng)度，通過(guò)分析4個(gè)標(biāo)定后的光纖光柵的讀數(shù)，求出外界的激勵(lì)的方向和大小。

2.如權(quán)利要求1所述的基于準(zhǔn)分布式光纖光柵的陣列式三維測(cè)量方法，其特征在于，所述方法中求出外界的激勵(lì)的方向的具體方法為：

當(dāng)4個(gè)光纖光柵波長(zhǎng)飄移量相同時(shí)，可以判斷出桿受到來(lái)自垂直于4個(gè)光纖光柵的固定點(diǎn)構(gòu)成的平面方向的擾動(dòng)；

當(dāng)相對(duì)的一對(duì)光纖光柵漂移量相等，而另外一對(duì)光纖光柵漂移量等大相反時(shí)，可以判斷出擾動(dòng)方向；

當(dāng)相鄰的一對(duì)光纖光柵漂移量相等，而另外一組光纖光柵漂移量相等，可以判斷出擾動(dòng)方向。

3.如權(quán)利要求1所述的基于準(zhǔn)分布式光纖光柵的陣列式三維測(cè)量方法，其特征在于，所述方法中使用的彈簧機(jī)構(gòu)包括彈簧固定基座、固定螺母、調(diào)節(jié)螺絲、受壓彈簧、連接滑塊，固定螺母固定在彈簧固定基座內(nèi)，調(diào)節(jié)螺絲與固定螺母螺栓連接，調(diào)節(jié)螺絲的端部連接受壓彈簧的一端，受壓彈簧的另一端通過(guò)連接滑塊連接觸須桿。

4.如權(quán)利要求1所述的基于準(zhǔn)分布式光纖光柵的陣列式三維測(cè)量方法，其特征在于，所述方法中使用的光纖光柵預(yù)應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)包括預(yù)應(yīng)力固定基座、緊固螺母、通孔螺桿、預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)螺母、光纖固定件，緊固螺母、通孔螺桿、預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)螺母、光纖固定件在預(yù)應(yīng)力固定基座兩端各設(shè)置一組，通孔螺桿的端頭安裝在預(yù)應(yīng)力固定基座內(nèi)，緊固螺母用于在預(yù)應(yīng)力固定基座外部固定通孔螺桿，預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)螺母與通孔螺桿螺紋連接，光纖固定件與預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)螺母上遠(yuǎn)離預(yù)應(yīng)力固定基座的一端相接，光纖光柵的光纖粘接在光纖固定件內(nèi)部且從通孔螺桿和預(yù)應(yīng)力固定基座中間穿過(guò)。