[发明专利]一种光纤光栅位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤光栅传感技术领域，尤其涉及一种光纤光栅位移 传感器。

背景技术

已有的光纤光栅位移传感器一般是将光纤光栅固定于各种梁如悬 臂梁、等强度梁等以及记忆金属等弹性粱上，或将光纤光栅通过探杆、 弹簧或拉线连接，位移量使弹性粱产生弯曲以及探杆或拉线的伸缩来 使光纤光栅受到的应力发生变化，从而使光栅受力而波长产生相应变 化，再通过测量光纤光栅的波长变化来获得位移量的大小。

这些种类传感器具有精度较高、抗电磁干扰、可以进行分布测量 等优点。缺点在于：安装要求高，量程短(一般小于200mm)，体积较 大，很难满足狭小空间安装及大量程需要。

发明内容

本发明为了克服上述现有光纤光栅位移传感器存在的缺点，提出 一种体积小、安装方便、精度高、量程大并且量程连续可调的一种光 纤光栅位移传感器。

本发明提供了一种光纤光栅位移传感器。该传感器包括外壳和置 于壳内的角位移变换装置以及光栅感应装置，所述角位移变换装置包 括多个齿轮或轮毂以及传动件，所述光栅感应装置包括两个光纤光栅 以及设置两个光纤光栅的弹性粱；

其中，所述角位移变换装置接收外部传递的输入位移量并由多个 齿轮或轮毂以及传动件进行配合以缩减为输出位移量；

该输出位移量使光栅感应装置的弹性粱发生形变，并使两个光纤 光栅也伴随发生形变；

然后检测两个光纤光栅形变而发生的波长漂移并进行计算得到输 入位移量。

上述角位移变换装置包括轮毂1、齿轮2、齿轮3、齿轮4、齿轮5、 轮毂6以及连接杆15和驱动发条12；其中，齿轮2固定不动，齿轮3 和齿轮4同轴并同步转动，齿轮5和轮毂6同轴并同步转动；

同时，轮毂1接收外部传递的输入位移量，并在驱动发条12的辅 助下，使轮毂1发生转动；

轮毂1转动通过连接杆15使齿轮3沿齿轮2转动并带动齿轮4发 生转动；

齿轮4转动带动齿轮5转动并促使轮毂6转动，产生输出位移量。

光纤光栅位移测量方法首先设置两个光纤光栅于弹性梁上，包括 如下步骤：

步骤1：接收外部传递的输入位移量，进行角位移变换并缩减为输 出位移量；

步骤2：弹性梁在输出位移量的作用下发生形变，并使两个光纤光 栅同步发生形变；

步骤3：通过检测两个光纤光栅的形变所造成的波长漂移，可消除 温度交叉敏感并可计算得到输入位移量。

上述弹性粱为悬臂梁。

上述光纤光栅采用军用胶J133进行粘贴并固化在所述弹性粱上。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种体积小、安装方便、精度高、量程大并且量程 连续克调的一种光纤光栅位移传感器，非常适合狭小空间安装及大量 程需要。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其 中：

图1是本发明的装置结构图。

具体实施方式

为了解决位移传感器抗干扰性差、安装要求高，量程短(一般小 于200mm)，体积较大，很难满足狭小空间安装及大量程需要的问题， 本发明提供了一种光纤光栅位移传感器。接下来具体说明该传感器。

图1示出本发明的装置结构图。如图1所示，该光纤光栅位移传 感器包括外壳13和置于壳13内的角位移变换装置以及光栅感应装置。

上述角位移变换装置包括多个齿轮或轮毂以及传动件，其中，上 述角位移变换装置包括轮毂1、齿轮2、齿轮3、齿轮4、齿轮5、轮毂 6以及连接杆15和驱动发条12。

其中，齿轮2固定不动，齿轮3和齿轮4同轴并同步转动，齿轮5 和轮毂6同轴并同步转动；同时，轮毂1接收外部传递的输入位移量， 并在驱动发条12的辅助下，使轮毂1发生转动；轮毂1转动通过连接 杆15使齿轮3沿齿轮2转动并带动齿轮4发生转动；齿轮4转动带动 齿轮5转动并促使轮毂6转动，产生输出位移量。

上述光栅感应装置包括光纤光栅8和光纤光栅9以及弹性梁10。

上述两个光纤光栅对称设置在弹性粱的上下表面上。

上述弹性梁10和轮毂5通过牵拉钢丝7进行连接。