[發(fā)明專利]懸臂梁式二維光纖光柵振動(dòng)傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010046684.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111174897A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈振安;趙顯鋒;高宏;樊慶賡;楊凱慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 王晶

懸臂梁式二維光纖光柵振動(dòng)傳感器，包括豎梁，豎梁末端設(shè)置有橫梁，橫梁末端上表面設(shè)置有兩個(gè)波長(zhǎng)相近的光纖光柵，光纖光柵有三處固定點(diǎn)，分別為橫梁末端的左右兩側(cè)分別設(shè)置有固定點(diǎn)，位于橫梁末端表面設(shè)置有中間梁上固定點(diǎn)，橫梁末端下方設(shè)置有質(zhì)量塊。本發(fā)明可以進(jìn)行二維測(cè)量，使得一個(gè)結(jié)構(gòu)可以達(dá)到兩個(gè)方向測(cè)量的目的，從而解決了懸臂梁式光纖光柵一維測(cè)量的不足。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及懸臂梁式二維光纖光柵振動(dòng)傳感器。

背景技術(shù)

光纖光柵是一種新型波長(zhǎng)選擇型的光無(wú)源器件，它具有重量輕、絕緣性能好、抗腐蝕性和抗電磁干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于復(fù)雜惡劣的環(huán)境中。通過(guò)對(duì)光纖光柵傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和封裝的不同，可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力、溫度、流量、加速度等物理量的測(cè)量。

光纖振動(dòng)傳感技術(shù)是近年來(lái)一個(gè)非常熱門的研究方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的加速度、振動(dòng)幅度以及振動(dòng)頻率等基本物理量的測(cè)量。用光纖光柵對(duì)振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)，通過(guò)光纖解調(diào)系統(tǒng)再得到波長(zhǎng)的變化，最后利用信息處理得到振動(dòng)信號(hào)的加速度、幅度和頻率等信息實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的評(píng)估與分析。通過(guò)不同的光纖光柵傳感結(jié)構(gòu)和封裝方式，從而達(dá)到對(duì)測(cè)量的目的和要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供懸臂梁式二維光纖光柵振動(dòng)傳感器，可以進(jìn)行二維測(cè)量，使得一個(gè)結(jié)構(gòu)可以達(dá)到兩個(gè)方向測(cè)量的目的，從而解決了懸臂梁式光纖光柵一維測(cè)量的不足。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

懸臂梁式二維光纖光柵振動(dòng)傳感器，包括豎梁1，所述的豎梁1末端設(shè)置有橫梁2，橫梁2末端上表面設(shè)置有兩個(gè)波長(zhǎng)相近的光纖光柵4，光纖光柵4有三處固定點(diǎn)，分別為橫梁2末端的左右兩側(cè)分別設(shè)置的固定點(diǎn)3以及位于橫梁2末端表面設(shè)置的中間梁上固定點(diǎn)6，所述的橫梁2末端下表面設(shè)置有質(zhì)量塊5。

所述的固定點(diǎn)3、中間梁上固定點(diǎn)6在同一水平線上，該直線與梁長(zhǎng)垂直。

所述的豎梁1前端設(shè)置在固定底座7上。

所述的豎梁1長(zhǎng)、寬、高分別為40mm、1mm、5mm；橫梁2長(zhǎng)、寬、高分別為40mm、10mm、1mm的A3鋼材質(zhì)。

所述的光纖光柵4的波長(zhǎng)分別為1548nm、1554nm。

所述的兩個(gè)兩端光纖4固定點(diǎn)3的距離為40mm。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明對(duì)光纖光柵傳感進(jìn)行測(cè)量，解決了原始懸臂梁式一維的測(cè)量模式。采用光纖光柵兩點(diǎn)封裝，可以避免啁啾。采用雙光纖光柵，可以進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的俯視圖。

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1圖2所示：本發(fā)明光纖光柵振動(dòng)傳感由豎梁1、橫梁2、兩個(gè)波長(zhǎng)相近的光纖光柵4、質(zhì)量塊5和固定底座7構(gòu)成。在此結(jié)構(gòu)中，光纖光柵有3處固定點(diǎn)，分別是兩個(gè)兩端固定點(diǎn)3和中間梁上固定點(diǎn)6。

所述的豎梁1長(zhǎng)、寬、高分別為40mm、1mm、5mm；橫梁2長(zhǎng)、寬、高分別為40mm、10mm、1mm的A3鋼材質(zhì)。光纖光柵4的波長(zhǎng)分別為1548nm、1554nm。兩個(gè)兩端光纖4固定點(diǎn)3的距離為40mm。在將光纖光柵4封裝時(shí)將光纖從兩端固定點(diǎn)3處的預(yù)留孔中穿入施加預(yù)應(yīng)力后用502膠水將光纖光柵4進(jìn)行固定封裝；等固定一段時(shí)間后，將傳感結(jié)構(gòu)安裝于振動(dòng)臺(tái)，光纖連接SM125解調(diào)儀，在不同的頻率段進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)波長(zhǎng)漂移確定其適合檢測(cè)的頻率。

本發(fā)明的工作原理：