[发明专利]一种倾斜加速度两用光纤光栅传感器

说明书

本发明提出了一种倾斜加速度两用光纤光栅传感器，通过把现有基于横向力的光纤光栅加速度计一侧的平面改为45°的斜面，使其也可以作为光纤光栅倾角仪使用，增加了其功能，扩大了其使用范围。该倾斜加速度两用光纤光栅传感器包括光纤光栅、惯性元件、内底面和内顶面，所述惯性元件和光纤光栅连接在一起，所述内底面为平面，所述内顶面为45°斜面。

技术领域

本发明涉及光纤光栅传感器技术领域，特别是指一种倾斜加速度两用光纤光栅传感器。

背景技术

对于基于横向力的光纤光栅加速度计，光纤光栅的两端粘贴在外壳上，惯性元件挂在光纤光栅的中间，在粘贴光纤光栅时，保证其在不受惯性元件拉力时，该光纤光栅本身是绷紧的，既具有一定的预拉伸量。在不受惯性元件拉力时，光纤光栅在其两个固定点之间的长度，即为其两个固定点之间的距离。光纤光栅在其两个固定点之间的长度，一般也称为光纤光栅的长度。此部分包含光栅；光栅的长度一般为1-10mm。光纤光栅的返回波长变化与其应变变化成正比，应变的定义为长度的变化量与原长度的比值，从定性分析的角度来说，当光纤光栅的两端固定后，其应变的变化可以用其长度的变化代替。这样的话，就回避了应变的概念，对于刚入门的研究人员来说，分析起来更简单。

在垂直方向，因为中间惯性元件受重力的作用，使得光纤光栅在没有震动的情况下，也受到一个来自惯性元件重力的拉力。光纤光栅在其两个固定点之间的长度，略微长于两个固定点之间的距离。光纤光栅的长度变化与其返回波长变化，成线性关系。光纤光栅的最小长度为两个固定点之间的距离。如果在垂直方向的有震动，当加速度的方向向上时，惯性元件向上运动，光纤光栅长度变短，返回波长减小；当加速度的方向向下时，惯性元件向下运动，光纤光栅长度变长，返回波长变大。

对于基于横向力的光纤光栅加速度计，其最大量程为±1g。设向下为正，当加速度为-1g时，惯性元件运动到最高点；而且，此时惯性元件不对光纤光栅施加力，光纤光栅所受横向力为0，光纤光栅处于水平位置，光纤光栅的返回波长最小。当加速度超过±1g时，观测结果将出现失真，惯性元件的最高点将超过原来的最高点；惯性元件在最高点时，惯性元件对光纤光栅有向上的拉力，使光纤光栅变长并向上弯曲；光纤光栅的返回波长大于光纤光栅处于水平位置时的波长；观测结果出现失真。也就是说，对于基于横向力的光纤光栅加速度计，惯性元件只在光纤光栅水平位置的一侧运动，其向上的最高点为使光纤光栅达到水平的点，向下的最低点为接触到传感器外壳内部的底面。

发明内容

本发明提出一种倾斜加速度两用光纤光栅传感器，通过把现有基于横向力的光纤光栅加速度计一侧的平面改为45°的斜面，使其也可以作为光纤光栅倾角仪使用，增加了其功能，扩大了其使用范围。

本发明的技术方案是这样实现的：一种倾斜加速度两用光纤光栅传感器，包括光纤光栅、惯性元件、内底面和内顶面，所述惯性元件和光纤光栅连接在一起，所述内底面为平面，所述内顶面为45°斜面。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：该发明通过把现有基于横向力的光纤光栅加速度计一侧的平面改为45°的斜面，使其也可以作为光纤光栅倾角仪使用，增加了其功能，扩大了其使用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图中：1-斜面；2-惯性元件；3-光纤光栅；4-固定点。

具体实施方式