[发明专利]自带显示可重复利用的光纤光栅位移传感器及测量方法

权利要求书

1.自带显示可重复利用的光纤光栅位移传感器，其特征是，包括：

绕线轮模块、传感器外壳、以及安装于传感器外壳内部的应变梁固定结构、齿轮齿条传动结构、蜗轮传动结构、蜗杆传动结构、二级加速传动结构、机械式数显结构；所述传感器外壳包括：传感器筒壁、传感器底座、传感器上盖以及传感器外壳密封圈、光缆固定接头和铠装光缆；所述传感器上盖、传感器底座、传感器外壳密封圈和传感器筒壁共同组成光纤光栅位移传感器的密闭壳体；

所述绕线轮模块固定于传感器外壳壁外侧且与蜗杆传动结构同轴连接；

所述齿轮齿条传动结构、蜗轮传动结构中的蜗轮齿与所述蜗杆传动结构中的蜗杆齿相啮合；

所述应变梁固定结构中的应变梁受力面与所述齿轮齿条传动结构中的顶针左侧极限位置接触，所述顶针安装于齿条靠近应变梁一侧；所述应变梁固定结构包括应变梁限位块，所述应变梁限位块安装于应变梁固定架的一侧；

所述二级加速传动结构中的二级加速齿轮轴的小齿与所述蜗杆传动结构的蜗杆齿轮轴中的大齿相啮合，起到一级加速的效果；所述二级加速齿轮轴中的大齿与所述机械式数显结构的数字轮齿轮轴中的齿相啮合，起到二级加速的效果；

所述绕线轮模块受力后转动带动所述蜗杆传动结构同时发生转动并储存能量，所述蜗杆传动结构带动蜗轮传动结构转动，齿轮齿条传动结构在蜗轮传动结构带动下运动，顶针作用于应变梁受力面，使应变梁发生挠曲应变，应变梁发生挠曲应变会使粘接在应变梁上的光纤光栅发生挠曲应变，波长会随之变化，通过对FBG波长的解调，再经过公式计算从而得出位移量；所述蜗轮传动结构及齿轮齿条传动结构包括第一支架和第二支架；

所述蜗轮传动结构及齿轮齿条传动结构还包括：蜗轮齿轮轴、第一支架底座、第二支架底座、压紧弹簧、齿条、齿条滑轨、顶针、防滑柱；

所述第一支架底座、第二支架底座固定于传感器底座；所述压紧弹簧分别套在第一支架底座、第二支架底座的导向柱上；所述第一支架、第二支架的导向柱分别插入第一支架底座、第二支架底座的导向孔中；O型圈安装于第一支架与第二支架导向柱的凹槽内；

所述防滑柱与第一支架、第二支架导向柱伸出传感器底座外的底部螺纹柱连接。

2.如权利要求1所述的自带显示可重复利用的光纤光栅位移传感器，其特征是，所述传感器底座外侧设有用于固定光缆的光缆固定接头，光缆固定接头连接铠装光缆。

3.如权利要求1所述的自带显示可重复利用的光纤光栅位移传感器，其特征是，所述应变梁固定结构还包括：应变梁、光纤、光纤光栅一、光纤光栅二及应变梁固定架；

所述应变梁固定架固定于传感器底座上；所述应变梁安装于应变梁固定架的另一侧，所述光纤光栅一、光纤光栅二分别粘接于应变梁两侧；

所述光纤一端固定于应变梁上，另一端进入铠装光缆。

4.如权利要求1所述的自带显示可重复利用的光纤光栅位移传感器，其特征是，所述蜗轮齿轮轴安装于第一支架与第二支架中间；所述齿条滑轨固定于第二支架；所述齿条安装于齿条滑轨凹槽内，且所述齿条与所述蜗轮齿轮轴上小齿相啮合，实现蜗轮齿轮轴带动齿条可在齿条滑轨上做直线运动。

5.如权利要求1所述的自带显示可重复利用的光纤光栅位移传感器，其特征是，所述蜗杆传动结构包括：蜗杆齿轮轴、簧盒、涡卷弹簧、第三支架、第四支架、O型圈；

所述第三支架、第四支架固定于传感器底座；所述蜗杆齿轮轴安装于第三支架与第四支架之间，且所述蜗杆齿轮轴上的蜗杆齿与所述蜗轮齿轮轴上蜗轮齿相啮合，实现蜗杆齿轮轴在第三支架与第四支架之间自由转动，且蜗杆齿轮轴旋转可带动蜗轮齿轮轴转动；所述簧盒固定于第四支架内侧，簧盒内部设有涡卷弹簧，涡卷弹簧与蜗杆齿轮轴连接；O型圈安装于蜗杆齿轮轴中的凹槽内，起到传感器外壳内部与外部之间密封的作用。

6.如权利要求1所述的自带显示可重复利用的光纤光栅位移传感器，其特征是，所述二级加速传动结构包括：二级加速齿轮轴、第五支架、第六支架；

所述第五支架、第六支架固定于传感器底座；所述二级加速齿轮轴安装于第五支架与第六支架之间，且所述二级加速齿轮轴上的小齿与所述蜗杆齿轮轴上的大齿相啮合。