[發(fā)明專利]一種傾斜加速度兩用光纖光柵傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910245887.3
• 申請(qǐng)日: 2019-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN109883486A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瑜慶;李闊;劉國永;王姝敏;趙義虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蚌埠學(xué)院
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 楊海明

本發(fā)明提出了一種傾斜加速度兩用光纖光柵傳感器，通過把現(xiàn)有基于橫向力的光纖光柵加速度計(jì)一側(cè)的平面改為45°的斜面，使其也可以作為光纖光柵傾角儀使用，增加了其功能，擴(kuò)大了其使用范圍。該傾斜加速度兩用光纖光柵傳感器包括光纖光柵、慣性元件、內(nèi)底面和內(nèi)頂面，所述慣性元件和光纖光柵連接在一起，所述內(nèi)底面為平面，所述內(nèi)頂面為45°斜面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖光柵傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種傾斜加速度兩用光纖光柵傳感器。

背景技術(shù)

對(duì)于基于橫向力的光纖光柵加速度計(jì)，光纖光柵的兩端粘貼在外殼上，慣性元件掛在光纖光柵的中間，在粘貼光纖光柵時(shí)，保證其在不受慣性元件拉力時(shí)，該光纖光柵本身是繃緊的，既具有一定的預(yù)拉伸量。在不受慣性元件拉力時(shí)，光纖光柵在其兩個(gè)固定點(diǎn)之間的長度，即為其兩個(gè)固定點(diǎn)之間的距離。光纖光柵在其兩個(gè)固定點(diǎn)之間的長度，一般也稱為光纖光柵的長度。此部分包含光柵；光柵的長度一般為1-10mm。光纖光柵的返回波長變化與其應(yīng)變變化成正比，應(yīng)變的定義為長度的變化量與原長度的比值，從定性分析的角度來說，當(dāng)光纖光柵的兩端固定后，其應(yīng)變的變化可以用其長度的變化代替。這樣的話，就回避了應(yīng)變的概念，對(duì)于剛?cè)腴T的研究人員來說，分析起來更簡單。

在垂直方向，因?yàn)橹虚g慣性元件受重力的作用，使得光纖光柵在沒有震動(dòng)的情況下，也受到一個(gè)來自慣性元件重力的拉力。光纖光柵在其兩個(gè)固定點(diǎn)之間的長度，略微長于兩個(gè)固定點(diǎn)之間的距離。光纖光柵的長度變化與其返回波長變化，成線性關(guān)系。光纖光柵的最小長度為兩個(gè)固定點(diǎn)之間的距離。如果在垂直方向的有震動(dòng)，當(dāng)加速度的方向向上時(shí)，慣性元件向上運(yùn)動(dòng)，光纖光柵長度變短，返回波長減??；當(dāng)加速度的方向向下時(shí)，慣性元件向下運(yùn)動(dòng)，光纖光柵長度變長，返回波長變大。

對(duì)于基于橫向力的光纖光柵加速度計(jì)，其最大量程為±1g。設(shè)向下為正，當(dāng)加速度為-1g時(shí)，慣性元件運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)；而且，此時(shí)慣性元件不對(duì)光纖光柵施加力，光纖光柵所受橫向力為0，光纖光柵處于水平位置，光纖光柵的返回波長最小。當(dāng)加速度超過±1g時(shí)，觀測(cè)結(jié)果將出現(xiàn)失真，慣性元件的最高點(diǎn)將超過原來的最高點(diǎn)；慣性元件在最高點(diǎn)時(shí)，慣性元件對(duì)光纖光柵有向上的拉力，使光纖光柵變長并向上彎曲；光纖光柵的返回波長大于光纖光柵處于水平位置時(shí)的波長；觀測(cè)結(jié)果出現(xiàn)失真。也就是說，對(duì)于基于橫向力的光纖光柵加速度計(jì)，慣性元件只在光纖光柵水平位置的一側(cè)運(yùn)動(dòng)，其向上的最高點(diǎn)為使光纖光柵達(dá)到水平的點(diǎn)，向下的最低點(diǎn)為接觸到傳感器外殼內(nèi)部的底面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種傾斜加速度兩用光纖光柵傳感器，通過把現(xiàn)有基于橫向力的光纖光柵加速度計(jì)一側(cè)的平面改為45°的斜面，使其也可以作為光纖光柵傾角儀使用，增加了其功能，擴(kuò)大了其使用范圍。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種傾斜加速度兩用光纖光柵傳感器，包括光纖光柵、慣性元件、內(nèi)底面和內(nèi)頂面，所述慣性元件和光纖光柵連接在一起，所述內(nèi)底面為平面，所述內(nèi)頂面為45°斜面。

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：該發(fā)明通過把現(xiàn)有基于橫向力的光纖光柵加速度計(jì)一側(cè)的平面改為45°的斜面，使其也可以作為光纖光柵傾角儀使用，增加了其功能，擴(kuò)大了其使用范圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-斜面；2-慣性元件；3-光纖光柵；4-固定點(diǎn)。

具體實(shí)施方式