專利名稱：靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光纖光柵傳感器，具體地說是涉及一種靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器，屬于傳感設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖光柵具有很多其它傳感器無法比擬的優(yōu)點:全光測量，在監(jiān)測現(xiàn)場無電氣設(shè)備，不受電磁及輻射干擾；耐腐蝕性能好，長期穩(wěn)定；以反射光的中心波長表征被測量，不受光源功率波動、光纖微彎效應(yīng)及耦合損耗等因素的影響，測量準確；使用壽命長等。目前常用的光纖光柵位移傳感器有些是以懸臂梁為彈性元件，把光柵粘貼在懸臂梁上，位移量通過連接件使懸臂梁產(chǎn)生彎曲，從而使光纖光柵產(chǎn)生應(yīng)變(拉伸或者壓縮)，導致波長產(chǎn)生相應(yīng)的變化量，從而得到位移和波長變化的對應(yīng)關(guān)系，這樣便可以通過測量光纖光柵波長的變化量來得到位移量。位移傳感器的量程約等于光纖光柵能承受的最大應(yīng)變量與傳感器的靈敏度的商。一般情況下，光纖光柵的所能承受的最大應(yīng)變約為4500 μ ε ,因而光纖光柵位移傳感器的量程與靈敏度是一對相互制約量，位移傳感器的靈敏度系數(shù)越大，其測量量程越小。目前常用的光纖光柵位移傳感器的缺點在于:傳感器的位移靈敏度及量程在制作時就已經(jīng)固定，致使該類型的傳感器不能適用于多種應(yīng)用的不同需求，比如有些情況下需要大量程，小靈敏度的位移傳感器；有些情況下需求小量程，大靈敏度的位移傳感器。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以根據(jù)不同環(huán)境的需要，使傳感器工作在不同的位移靈敏度系數(shù)和量程。按照本實用新型提供的技術(shù)方案:靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器，其特征在于:包括彈簧、光纖光柵、活動支桿、固定支桿、拉伸桿和底盒；所述固定支桿和活動支桿均采用受力時不發(fā)生形變的剛性材料制成，固定支桿第一端、第二端分別通過第一固定點、第二固定點固定在底盒上；所述活動支桿中部與固定支桿中部通過活動鏈接件鉸連，活動支桿可以以活動鏈接件為軸，自由轉(zhuǎn)動；所述光纖光柵一端與活動支桿第一端通過第一連接點連接，光纖光柵另一端與彈簧一端相連，彈簧另一端通過第一固定點固定在底盒上；所述活動支桿上位于第二端與活動鏈接件之間的部分設(shè)有若干個固定孔，所述拉伸桿通過固定孔與活動支桿連接。作為本實用新型的進一步改進，所述拉伸桿與活動支桿上的固定孔之間采用螺紋連接。作為本實用新型的進一步改進，所述傳感器內(nèi)部填充硅油。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點在于:(1)本實用新型可以根據(jù)應(yīng)用情況的不同，方便改變因位移傳 感器的量程及靈敏度系數(shù)，使測量效果達到最佳；(2)本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度系數(shù)易于控制。

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖所示:實施例中的靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器主要由底盒1、第一固定點2、彈簧3、光纖光柵4、連接點5、活動鏈接件6、拉伸桿8、活動支桿9、固定支桿10和第二固定點11組成。如圖1所示，所述固定支桿10和活動支桿9均采用受力時不發(fā)生形變的剛性材料制成，固定支桿10第一端、第二端分別通過第一固定點2、第二固定點11固定在底盒I上；所述活動支桿9中部與固定支桿10中部通過活動鏈接件6鉸連，活動支桿9可以以活動鏈接件6為軸，自由轉(zhuǎn)動； 所述光纖光柵4 一端與活動支桿9第一端通過第一連接點5連接，光纖光柵4另一端與彈簧3 —端相連，彈簧3另一端通過第一固定點2固定在底盒I上；所述活動支桿9上位于第二端與活動鏈接件6之間的部分設(shè)有若干個固定孔7，所述拉伸桿8通過固定孔7與活動支桿9連接。本實用新型中，所述拉伸桿8與活動支桿9上的固定孔7之間可采用螺紋連接。所述傳感器內(nèi)部填充硅油，以保證傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不被銹蝕。具體應(yīng)用時，底盒I安裝在固定位置，拉伸桿8固定在移動物體上；移動物體運動時通過拉伸桿8帶動活動支桿9的第二端發(fā)生運動，活動支桿9以活動鏈接件6為軸，發(fā)生轉(zhuǎn)動?；顒又U9第一端拉伸彈簧3，使光纖光柵4發(fā)生應(yīng)變，導致光纖光柵4的波長發(fā)生相應(yīng)的變化。通過測量光纖光柵4的波長變化量既可測出外界發(fā)生的位移；當需要調(diào)節(jié)位移傳感器的靈敏度系數(shù)時，只需將拉伸桿8連接在活動支桿9的不同位置上的固定孔7即可。下面對本實用新型的工作原理進行分析:如圖1所示，設(shè)第一連接點5到活動鏈接件6之間的長度為L2,活動支桿9上某一固定孔7到活動鏈接件6之間的長度為L1，移動物體運動時帶動拉伸桿8的位移為Λ X1,彈簧3受力發(fā)生的形變長度Λ X2，彈簧3的彈性系數(shù)為K，光纖光柵4的彈性模量為Ε。由于活動支桿9與固定支桿10均采用剛性材料制作，可認為在受力時，不發(fā)生形變；光纖光柵4受拉伸時，其長度變化較小，可忽略不計。當外部拉伸桿8發(fā)生位移為Λ X1時，通過活動支桿9的繞軸轉(zhuǎn)動傳遞給彈簧3，可知彈簧3受力發(fā)生的形變長度AX2為:^2 = -^Y
1( I )因此，彈簧3的拉力F為:F = K-AX2 =^AXlK(2)
人I光纖光柵4所受的應(yīng)變ε為:[0024]
權(quán)利要求1.靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器，其特征在于:包括彈簧(3)、光纖光柵(4)、活動支桿(9)、固定支桿(10)、拉伸桿(8)和底盒(I);所述固定支桿(10)和活動支桿(9)均采用受力時不發(fā)生形變的剛性材料制成，固定支桿(10)第一端、第二端分別通過第一固定點(2 )、第二固定點(11)固定在底盒(I)上；所述活動支桿(9 )中部與固定支桿(10 )中部通過活動鏈接件(6)鉸連,活動支桿(9)可以以活動鏈接件(6)為軸，自由轉(zhuǎn)動；所述光纖光柵(4)一端與活動支桿(9)第一端通過第一連接點(5)連接，光纖光柵(4)另一端與彈簧(3)一端相連，彈簧(3)另一端通過第一固定點(2)固定在底盒(I)上；所述活動支桿(9)上位于第二端與活動鏈接件(6)之間的部分設(shè)有若干個固定孔(7)，所述拉伸桿(8)通過固定孔(7)與活動支桿(9)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器，其特征在于:所述拉伸桿(8)與活動支桿(9)上的固定孔(7)之間采用螺紋連接。
3.如權(quán)利要求1所述的 靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器，其特征在于:所述傳感器內(nèi)部填充硅油。
專利摘要本實用新型涉及靈敏度可調(diào)的光纖光柵位移傳感器，包括彈簧、光纖光柵、活動支桿、固定支桿、拉伸桿和底盒；固定支桿和活動支桿均采用受力時不發(fā)生形變的剛性材料制成，固定支桿第一端、第二端分別通過第一固定點、第二固定點固定在底盒上；活動支桿中部與固定支桿中部通過活動鏈接件鉸連；光纖光柵一端與活動支桿第一端通過第一連接點連接，光纖光柵另一端與彈簧一端相連，彈簧另一端通過第一固定點固定在底盒上；活動支桿上位于第二端與活動鏈接件之間的部分設(shè)有若干個固定孔，拉伸桿通過固定孔與活動支桿連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以根據(jù)不同環(huán)境的需要，使傳感器工作在不同的位移靈敏度系數(shù)和量程。
文檔編號G01B11/02GK203100682SQ201320092898
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者畢中廣, 盧瑾輝, 張才月, 馮宏偉, 殷強 申請人:永大科技集團有限公司