[实用新型]一种活塞式光纤光栅振动传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种振动传感器，具体设计一种活塞式光纤光栅振动传感器。

背景技术

常规信号的测量使用电类传感器，虽发展成熟，使用范围广，但电学传感器无法克服易受电磁等外界信号干扰的短板，稳定性差，尤其是在潮湿、电磁干扰严重的情况下，电学传感器在短时间内容易失效，寿命短，不能满足市场需求。

光纤光栅测量技术以其独特的光学感知原理，几乎不受电磁等信号干扰的先天优势，逐渐进入主流传感市场。大幅度的振动可能导致结构建筑损坏甚至坍塌，在这种状况下振动信号检测环境差，就要求传感器抗震防摔性能好、稳定性高，尤其是一般低于20hz的低频信号，振动幅值小，持续时间短，极易被其他信号掩盖，而一般基于光栅的振动传感器对低频信号还原度差，不能准确测量低频信号，因此市场急需一种性能可靠，适应环境能力强，并对低频信号测量敏感的振动传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种抗震防摔性能好，低频信号还原度高，使用寿命长的活塞式光纤光栅振动传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种活塞式光纤光栅振动传感器，包括振体头部、振体中部、测量光栅、振体内部、振子；

所述振体中部一端开通孔和槽，开槽一端连接振体头部；

所述振体内部包括连杆、简支梁，测量光栅连接简支梁，简支梁处于振体中部所开槽内与振体中部连接，连杆穿过振体中部通孔一端连接于简支梁，另一端连接振子。

所述振体头部一面开螺纹通孔，振子一面中心部位开螺纹通孔，简支梁在一面上开三个在同一直线螺纹通孔。

所述振体中部包括振体裙部、限位裙体；振体裙部在一面中心位置开通孔，通孔周围开槽，槽内开螺纹孔，槽外开螺纹孔，振体裙部开槽面的对面开螺纹孔；限位裙体开通孔，通孔外开螺纹通孔。

所述振体裙部槽外螺纹孔与振体头部螺纹通孔通过平角螺丝连接，振体裙部开槽面的对面所开的螺纹孔与限位裙体螺纹通孔通过平角螺丝连接。

所述连杆为两个不同直径圆柱体圆心重合固定连接而成，连杆两端圆心处开螺纹孔。

所述连杆处于振体中部通孔内，连杆粗头端的螺纹孔与简支梁中间的螺纹孔通过平角螺丝连接，细头端的螺纹孔与振子螺纹通孔通过平角螺丝连接。

所述简支梁两边的螺纹通孔与振体裙部槽内螺纹孔通过平角螺丝连接。

所述限位裙体的通孔小于振体裙部的通孔。

本实用新型的工作原理是：

将振子固定在待测物体处，待测物体振动时带动连杆在振体中部通孔内做往复运动，在连杆的带动下简支梁随之振动，这种振动导致简支梁产生一定频率的伸缩变形，有规律的变形引起测量光栅的伸缩，从而导致测量光栅中心波长漂移，漂移的信息与待测物体振动信息有一定关系，通过检测光栅中心波长的漂移信息，可测量出待测物体的振幅、频率与加速度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型适用于大型建筑及水利设施的震动监测，使用光纤光栅作为敏感元件，使用光纤作为传感元件，防水防潮，抗电磁能力强，仿照活塞运动结构，搭建振动传感器，使其保持垂直方向上的往复运动，组装方便，操作灵活，通过振子进行更换，可调节传感器的频率测量范围，减小测量误差。

对于低频弱信号，将振子直接接触测量物体的方法，降低了信号丢失的可能性；通过不同振子与简支梁配比，可以提高传感器灵敏度，提升对低频信号的感知能力；整体采用组装式设计，使用平脚螺丝连接，降低对胶的依赖性，快速更换振子，延长传感器使用寿命。

本实用新型使用全光路设计，降低了制作传感器难度，提高了整体可靠性，振子感知低频信号性能强，因此对于低频弱信号测量效果优秀。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体示意图；

图2为本实用新型实施例的振体裙部俯视图；

图3为本实用新型实施例的振体裙部主视图。

其中1为振体头部，2为振体裙部，3为限位裙体，4为简支梁，5为测量光栅，6为连杆，7为振子，8为平脚螺丝。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

一种活塞式光纤光栅振动传感器，包括振体头部1、振体中部、测量光栅5、振体内部、振子7。

所述振体头部1为圆柱体，在圆柱圆面开两个螺纹通孔。