[实用新型]一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器

说明书

本实用新型提供了一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，包括具有安装内腔的传感器外壳、位移测量传导杆、梁固定支座和位于所述梁固定支座两侧并对称设置的光纤光栅位移传感部分，所述梁固定支座、光纤光栅位移传感部分均位于所述传感器外壳的安装内腔之内，单侧的所述光纤光栅位移传感部分主要由相互验证并用于测量结果校验的等位移弹簧变形光纤光栅测量部分和等强度梁弯曲光纤光栅测量部分组成，所述位移测量传导杆的测量位移量转换为所测物理量，所述所测物理量为等位移弹簧变形物理量和等强度梁弯曲变形物理量。本实用新型的有益效果：可以实现大量程的位移测量功能，测量结果更为准确和真实。

技术领域

本实用新型涉及传感器，尤其涉及一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器。

背景技术

近年来，光纤光栅传感器的研究与应用引起了广泛的关注，相比较传统的传感测量技术，光纤光栅传感技术具有很多明显的优点。比如光纤光栅具有结构形式灵活，耐高温，耐腐蚀，抗电磁干扰能力强，体积小，质量轻等特点，并被广泛应用于压力，变形，位移，流量，体积，流速等多种物理量测量。

目前，位移传感器的设计与加工方法相对较为落后，位移的测量精度，响应时间，测量误差等，都不能满足工程监测的要求。由于裸光纤光栅传感单元非常纤细，而且其应力与温度灵敏度的系数都极小，不能直接用于位移，温度，压力等实际物理量的测量，所以需要根据测量环境以及所测物理量将光纤光栅传感单元进行设计和封装，加工成可以满足测量要求的光纤光栅传感器。同时，现有的位移光纤光栅传感器已有初步的研究成果，但是现有的测量位移的光纤光栅传感器的测试效果都有待提高，在位移准确性，精度，滞后时间等方面均不理想。因此，有必要研发一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，高效，快速地测量到位移真实值，并可以测量工程中出现的大位移等。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器。

本实用新型提供了一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器，包括具有安装内腔的传感器外壳、位移测量传导杆、梁固定支座和位于所述梁固定支座两侧并对称设置的光纤光栅位移传感部分，所述梁固定支座、光纤光栅位移传感部分均位于所述传感器外壳的安装内腔之内，单侧的所述光纤光栅位移传感部分主要由相互验证并用于测量结果校验的等位移弹簧变形光纤光栅测量部分和等强度梁弯曲光纤光栅测量部分组成，所述位移测量传导杆与所述传感器外壳为移动副，所述位移测量传导杆从外界穿入所述传感器外壳的安装内腔并分别与所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分、等强度梁弯曲光纤光栅测量部分连接，所述位移测量传导杆的测量位移量转换为所测物理量，所述所测物理量为所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分的等位移弹簧变形物理量和所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分的等强度梁弯曲变形物理量。

作为本实用新型的进一步改进，所述等位移弹簧变形光纤光栅测量部分包括弹簧部光纤光栅测量单元、张拉弹簧挡块和等位移弹簧，所述位移测量传导杆与所述张拉弹簧挡块连接，所述张拉弹簧挡块与所述等位移弹簧的一端连接，所述等位移弹簧的另一端与所述传感器外壳连接，所述弹簧部光纤光栅测量单元设置在所述等位移弹簧的中部，所述位移测量传导杆将发生的位移通过所述张拉弹簧挡块传递到所述等位移弹簧上，所述弹簧部光纤光栅测量单元用于测量所述等位移弹簧对应发生位移所产生的应力。

作为本实用新型的进一步改进，所述等强度梁弯曲光纤光栅测量部分包括楔形块、等强度梁、光滑导轨和等强度梁光纤光栅测量单元，所述位移测量传导杆与所述楔形块连接，所述光滑导轨设置在所述传感器外壳的安装内腔，所述楔形块上设有斜面，所述斜面分别与所述光滑导轨、等强度梁的一端滑动或者滚动连接，所述等强度梁的另一端与所述梁固定支座固定连接，所述等强度梁光纤光栅测量单元设置在所述等强度梁的中部，发生位移时，所述位移测量传导杆带动所述楔形块沿所述等强度梁的轴线方向移动，所述等强度梁的端部受到所述楔形块的斜面的压迫而发生弯曲，所述等强度梁光纤光栅测量单元用于测量所述等强度梁对应发生弯曲所产生的应力。