[实用新型]一种悬臂梁式光学MEMS压力传感器

说明书

本实用新型公开了一种悬臂梁式光学MEMS压力传感器，包括悬臂梁结构和传感器防护壳，所述悬臂梁结构的上方设有由两个受电弓碳滑板托架组成U型托架，悬臂梁结构梁臂和底座之间有一定的缝隙，缝隙在靠近悬臂梁结构根部位置一直到U型托架之前是1mm，从U型托架到远离悬臂梁结构根部的位置的缝隙保持1.5mm，悬臂梁结构上还安装有MEMS光学压力敏感芯片，传感器防护壳通过螺钉固定在悬臂梁结构上，本实用新型传感器件是在不改变受电弓本身力学结构的基础上进行加装的，且利于组装和拆卸，因此可以大批量地列装在运营列车的受电弓上，实时监测弓网之间的工作状态，保障安全运营。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体是一种悬臂梁式光学MEMS压力传感器。

背景技术

光学MEMS传感技术是21世界前十年逐步兴起、发展和成熟的技术，其融合了光学技术及MEMS(微机电)技术，使传统光学传感提升到参数可调的“动态微光传感”的技术，拥有该技术的传感器具有体积小、质量轻、易安装、高灵敏度、动态响应、无源测量、抗电磁干扰等优点。

而轨道交通譬如高速铁路及城市地铁已经成为人们出行的主要交通工具，人群密集型出行为轨道交通行业的运营安全带去严重的挑战，其中良好的接触网和受电弓之间的受流关系是重中之重。接触网和受电弓之间的压力过大会出现弓拉断网或网撞飞弓的事故，而压力过小则会出现受电弓受流不良及弓网间的拉弧等现象，因此，在列车行进过程中，受电弓和接触网之间必须存在合理的接触力，受电弓才能安全地把电流从接触网引入车体内的牵引变流系统中，从而为列车提供持续有效的动力。

然而，轨道交通行业中的高电压受流技术，导致了传统的电子电气类传感器由于受电磁干扰的局限性而不能胜任测量列车运行时的动态弓网间压力，因此，只能运用接触式的光学导波传感技术才能实时在线测量弓网间的压力值。

目前，有用FBG(光纤布拉格光栅)传感器铺设在碳滑板和其支架之间去测量行车时弓网间压力的技术，但由于碳滑板属于磨损部件，在每次新装或更换滑板时，均需将碳滑板从其支架拆卸下来再进行传感器预埋处理，其工期较长、成本较高、不能批量生产。

另外，由于接触网和受电弓之间摩擦时产生的热能同时传递给FBG传感器，从而使回光的不规则温度信号叠加在压力信号上，从而导致所测压力不准确、不精确，故该测量技术并不适用于运营车辆的受电弓在线测量弓网间的压力值。

再有，由于受电弓厂家的不同，会导致其生产不同类型的受电弓，如弹簧箱式受电弓、板簧式受电弓、弹片式受电弓和拉簧式受电弓。鉴于每种类型的受电弓传力机制不同，则测量接触网和受电弓之间压力的模式不同。

因此，需要一种基于非磨损部件预埋处理的接触式光导波传感器的技术进行替代，而光学MEMS传感技术很好地解决了上述客观存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种悬臂梁式光学MEMS压力传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种悬臂梁式光学MEMS压力传感器，包括悬臂梁结构和传感器防护壳，所述悬臂梁结构的上方设有由两个受电弓碳滑板托架组成U型托架，悬臂梁结构梁臂和底座之间有一定的缝隙，缝隙在靠近悬臂梁结构根部位置一直到U型托架之前是1mm，从U型托架到远离悬臂梁结构根部的位置的缝隙保持1.5mm，悬臂梁结构上还安装有MEMS光学压力敏感芯片，传感器防护壳通过螺钉固定在悬臂梁结构上，其位置位于MEMS光学压力敏感芯片上方，MEMS光学压力敏感芯片上连接有导波光纤，MEMS光学压力敏感芯片有两个，两个MEMS 光学压力敏感芯片通过正交黏贴的方式布置。

作为本发明的进一步技术方案：所述悬臂梁结构上还设有板簧固定孔位。

作为本发明的进一步技术方案：所述悬臂梁结构上还设有四个用于固定螺丝的限位孔。