[实用新型]一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器

权利要求书

1.一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：包括：薄壁方形筒(1)、薄壁方形筒固定座(2)、圆球(4)、壳体(5)、滚轮弹性支架(6)、滚轮支架(7)、滚轮(8)和若干光纤光栅；所述壳体(5)为底端开放的空心圆筒；所述薄壁方形筒(1)与薄壁方形筒固定座(2)固定连接，二者一起固定于壳体(5)内；所述圆球(4)为具有一定壁厚的空心圆球，位于薄壁方形筒(1)内；所述滚轮弹性支架(6)是被折成一定角度的弹性薄片，其中一端固定于壳体(5)上，另一端与滚轮支架(7)固定连接；所述滚轮支架(7)用于安装滚轮(8)；所述若干光纤光栅分别粘贴在薄壁方形筒(1)的外壁面上，用于测量。

2.根据权利要求1所述的一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：所述滚轮弹性支架(6)、滚轮支架(7)、滚轮(8)均为四个，一个滚轮弹性支架(6)、一个滚轮支架(7)和一个滚轮(8)构成一组，四组分别位于壳体(5)的上下端的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：所述薄壁方形筒(1)的上端设置有通孔，通过通孔实现与薄壁方形筒固定座(2)的固定；在薄壁方形筒(1)的4个侧面上端还设置有凹槽，用于光纤的引出。

4.根据权利要求1所述的一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：所述薄壁方形筒固定座(2)的下端凸台的部位设置有第一螺纹孔(2-1)，用于薄壁方形筒固定座(2)与薄壁方形筒(1)的连接固定；薄壁方形筒固定座(2)的上端面设置有4个第二螺纹孔(2-2)，用于薄壁方形筒固定座(2)与壳体(5)的连接固定；在薄壁方形筒固定座(2)上端面的中心位置设置有第一光纤引出孔(2-3)，用于光纤的引出。

5.根据权利要求1所述的一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：所述若干光纤光栅共有四个，分别是第一光纤光栅(10)、第二光纤光栅(11)、第三光纤光栅(12)和第四光纤光栅(13)；所述圆球(4)与薄壁方形筒(1)的四个内壁相切，4个相切点处采用胶黏剂将圆球(4)与薄壁方形筒(1)固定；所述第一光纤光栅(10)、第二光纤光栅(11)、第三光纤光栅(12)、第四光纤光栅(13)分别粘贴在圆球(4)与薄壁方形筒(1)相切位置对应的薄壁方形筒(1)的外壁上。

6.根据权利要求1所述的一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：所述壳体(5)的内部是底端开放的空心圆筒，外部为六方形状，壳体(5)的上端的中心位置设置有第二光纤引出孔(5-1)；在壳体(5)的上端设有4个第二沉头孔(5-2)，用于固定薄壁方形筒固定座(2)；壳体(5)的两端面设置有第三螺纹孔(5-3)，壳体(5)的上下两侧设置有第四螺纹孔(5-4)；所述滚轮弹性支架(6)的一端通过螺钉与壳体(5)上的第四螺纹孔(5-4)固定。

7.根据权利要求1所述的一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：所述滚轮支架(7)的一端设置有矩形槽，用于放置和固定滚轮弹性支架(6)；滚轮支架(7)的另一端设置有凹槽，凹槽两侧的端面设置有通孔；所述滚轮(8)通过滚轮销安装在滚轮支架(7)的凹槽内，滚轮销与滚轮支架(7)凹槽两端的通孔是过盈配合，用于避免滚轮销滑动脱落；滚轮(8)的中心孔与滚轮销是间隙配合，用于保证滚轮自由的转动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：所述传感器还包括上吊板(3)和下吊板(9)，所述上吊板(3)和下吊板(9)的结构相同，分别通过螺钉固定于壳体(5)的上端面和下端面；所述上吊板(3)的底部设置有6个第一沉头孔(3-5)，用于吊板(3)与壳体(5)的连接固定；上吊板(3)的上端中心处设置有一个钢丝绳孔(3-2)，在钢丝绳孔(3-2)的侧面设有3个钢丝绳螺纹固定孔(3-3)，用于锁紧钢丝绳；在钢丝绳孔(3-2)的旁边设置有一个第三光纤引出孔(3-1)；吊板(3)的底部中心设置有大直径圆孔(3-4)，便于光纤的引出。

9.根据权利要求8所述的一种二维倾斜和振动同时测量的光纤光栅传感器，其特征在于：将装配好的传感器通过上吊板(3)和下吊板(9)上固定的钢丝绳进行串联，串联多个传感器实现分布式监测，串联传感器之间的距离通过钢丝绳的长度进行调节。