[實用新型]一種FBG傳感器動態標定用耦合器及標定裝置

有效

• 申請號: 201720718632.0
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN207318047U
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 鄭建毅;洪彥;江承成;張愷
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙)33283
• 代理人: 黃芳

技術領域

本實用新型涉及一種FBG傳感器標定裝置。

背景技術

光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating，簡稱FBG）傳感器能根據環境溫度以及/或者應變的變化來改變其反射的光波的波長。相對于傳統傳感器，FBG具有體積小、重量輕、可復用、抗電磁干擾、抗腐蝕、可埋入復合材料結構中等優點。FBG傳感器的應變靈敏度系數是一個重要參數，他直接影響測量結果，但由于FBG傳感器在使用過程中為了保證傳感器成活率和監測的長期性，一般要對其進行不同形式的封裝和使用粘接劑進行安裝，加上使用環境的不同，FBG本身的傳感特性會發生變化。為了保證測量的準確性，FBG傳感器在使用前要根據不同使用要求和環境進行應變靈敏度系數的標定。

常用的FBG傳感器標定裝置包括等強度梁和振動臺，等強度梁的頭端固定在支架上，末端與振動臺的輸出部連接，電阻應變計和FBG傳感器粘接在等強度梁上，加速度傳感器粘接在等強度梁的末端。用電阻應變計和動態應變儀、FBG傳感器和解調儀對應變信號進行采集測試。用激光測振儀對等強度梁的末端位移基準信號進行測試。用加速度傳感器和電荷放大器對等強度懸臂梁的末端加速度基準信號進行測試。用數據采集卡，對應變的解調信號、激光測振儀的位移解調信號、電荷放大器的加速度解調信號，進行同步采集測試。利用采集到的數據對FBG傳感器做靜態或動態標定。

現有的FBG傳感器標定裝置的缺點在于：等強度梁直接與振動臺的輸出部連接，若等強度梁的末端和振動臺輸出部之間若存在較大空間，將導致振動時無法完整的傳遞振動；若等強度梁的末端與振動臺輸出部完全貼合，又存在較大摩擦，對等強度梁有較大損壞，且摩擦導致振動傳遞的消耗。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種既能將振動完整地傳遞到等強度梁，又能降低振動傳遞損耗的FBG傳感器標定用耦合器及標定裝置。

一種FBG傳感器標定用耦合器，包括與振動輸出部連接的基座，和與等強度梁連接的滑塊，滑塊與基座有潤滑地可轉動連接，滑塊與等強度梁有潤滑的可滑動連接。

進一步，基座上設有一對滾動軸承，每個滾動軸承通過其軸承座固定于基座上，滑塊兩端分別設有延伸段，每個延伸段分別與一個滾動軸承固定。

進一步，滑塊中心設有孔，孔內安裝滑動軸承，滑動軸承的軸向垂直于振動平面，滑動軸承與等強度梁固定。

一種FBG傳感器標定裝置，包括激振器和等強度梁，等強度梁的梁臂上粘接有應變計和待標定FBG傳感器，等強度梁末端粘接有加速度傳感器；其特征在于：等強度梁的末端通過上述的耦合器與激振器相連，等強度梁的頭端通過壓板固定在支架上，激振器和支架分別固定在底座或地面上；耦合器的滑動軸承的端面與等強度梁的頭端平行。

做FBG傳感器標定時，激振器輸出振動，振動經基座傳遞到滑塊和等強度梁。當基座向下（或向上）位移時，等強度梁的中心與基座中心的距離增大，滑動軸承由于等強度梁的位置變化產生拉伸，同時滾動軸承受力轉動，滑塊跟隨轉動，從而使滑動軸承的端面始終保持與等強度梁的頭端平行，減小振動傳遞過程中的摩擦。

本實用新型的優點在于：

1、通過耦合器連接激振器與等強度梁，滾動軸承隨著振動轉動，調節滑塊內滑動軸承的角度，使滑動軸承始終與等強度梁的頭端平行。等強度梁和滑動軸承始終在其軸向實現伸縮，在滑動軸承的潤滑下、伸縮過程的摩擦力小，振動的消耗小。

2、耦合器的基座與激振器剛性固定連接，滑塊與滾動軸承剛性固定連接，滑塊與滑動軸承剛性固定連接，等強度梁與滑動軸承剛性固定連接，激振器輸出的振動能夠完整傳遞到等強度梁。

附圖說明

圖1是耦合器的示意圖。

圖1-1是耦合器的剖視圖。

圖2是滾動軸承的軸承座的主視圖。

圖3是滑塊的立體示意圖。

圖4是FBG傳感器標定裝置的示意圖。

圖5是FBG傳感器、加速度傳感器和應變計在等強度梁上的分布示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1和圖1-1所示，一種FBG傳感器標定用耦合器，包括與振動輸出部連接的基座1，和與等強度梁連接的滑塊2，滑塊2與基座1有潤滑地可轉動連接，滑塊2與等強度梁有潤滑的可滑動連接。

基座1上設有一對滾動軸承3，每個滾動軸承3通過其軸承座4固定于基座1上，滑塊2兩端分別設有延伸段21，每個延伸段21分別與一個滾動軸承3固定。滑塊2與基座1有潤滑地可轉動連接也可以是用球鉸或萬向節連接。