[实用新型]一种多悬臂梁全绝缘材料光纤光栅振动传感器

说明书

本实用新型一种多悬臂梁的全绝缘材料光纤光栅振动传感器，包括振动传感系统、底座及顶盖。振动传感系统由质量块、四个等长度悬臂梁以及与悬臂梁相连的边框组成。质量块通过四根薄片悬臂梁与边框相连，由悬臂梁托起悬置。在传感器底座的四个角设置四个等高度的凸起四棱柱，将振动传感器放置其中，传感器的边框刚好卡在四个棱柱表面，振动传感器便得以悬置于底座中。当传感器感受到振动时，质量块带动悬臂梁一起发生振动，质量块上粘贴的光栅波长发生变化，根据其变化量即可测出振动频率。通过四根悬臂梁固定质量块，加强其抗干扰能力，抑制高阶模态谐振的产生，既能灵敏地检测出振动信号，又由于非金属材料的绝缘性而具有很好的绝缘效果。

技术领域

本实用新型属于光纤光栅传感器技术，尤其是一种多悬臂梁全绝缘材料光纤光栅振动传感器结构技术。

背景技术

目前，在光纤光栅传感器技术领域中，我们所接触到的振动传感器从材料上看多为金属材料制作而成，从结构上来看多为单悬臂梁结构。对于金属材料的传感器，发展至今，在工业中已经得到了广泛的应用。然而，当面对高压电气设备一类具有强电场的工作环境时，金属振动传感器容易引起局部范围内的放电现象。每一次局部放电对设备的绝缘介质都会有一些影响。这是使高压电气设备绝缘性损坏的一个重要因素。对于单悬臂梁结构的振动传感器，其悬臂梁在载荷作用下，既容易产生挠度，又容易产生转角，而且抗扭能力差，这在一定程度上影响了所设计传感器的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多悬臂梁非金属振动传感器，这种悬臂梁结构可以防止悬臂梁产生挠度及转角，而且具有很强的抗扭能力，从而抑制高阶模态谐振的产生。多悬臂梁结构可以克服传统单一悬臂梁结构的问题，使得四根悬臂梁端部在载荷的作用下将近似产生单一自由度的振动。本实用新型既具有良好的绝缘性，又具有很强的抗干扰能力。

本实用新型的目的是这样实现的：一种多悬臂梁全绝缘材料光纤光栅振动传感器，特征在于，包括一个矩形盒式的底座、连接在底座内的振动传感件、及封盖在底座上的顶盖；其中，振动传感件包括一个矩形体质量块(1)、对称连接在质量块(1)四个面的四根等长度悬臂梁(3)以及环连接四根悬臂梁(3)的边框(4)；在底座内的四个角分布设有四个等高度的凸起四棱柱(6)并开设有连接孔(6.1)，在边框(4)的四个角上开设有穿孔(4.1)，穿孔(4.1)与连接孔(6.1)对应连接，实现质量块(1)的悬置，在顶盖四角处也设置有四个等高度四棱柱凸起(7)，该四个棱柱凸起(7)与底座的四个棱柱(6)对接；在底座的一个对称面两边中间位置开设有一开口(6.2)；在质量块(1)上方设有一个凸起小块(2)，其表面与底座边缘上的开口(6.2)底部高度相同，光栅(8)拉紧粘于凸起小块(2)与开口(6.2)之间，光纤(9)采用一层内套管(10)和一层外套管(11)保护。

本实用新型在底座边缘壁位于开口(6.2)处下方设置有凸起(5)，用于增大与光栅粘贴的表面积。

本实用新型四根悬臂梁(3)的长宽高尺寸完全相同且位于质量块(1)底面四条边的中点。