CN101539408A - 温度自补偿式光纤光栅倾斜传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度自补偿式光纤光栅倾斜传感器。该倾斜传感器包括一个封装盒，盒内有一个一端固定的悬臂杆，悬臂杆自由端固定一个重质量块，悬臂杆的固定端四面各布置一个光纤光栅应变传感器，质量块上布置一个温度补偿传感器。当封装盒连同悬臂杆一起发生倾斜的时候，悬臂杆上的光纤光栅应变传感器就能监测到应变的变化，从而实现对倾斜角度的测量。温度补偿传感器可以消除温度对该倾斜传感器的影响，通过准分布就可以实现倾斜传感器的自补偿。该倾斜传感器工艺简单，成本低廉，适于产业化生产；布设方便，可以直接布设在被测结构的内部或者外部，方便操作，精确度高；并可以使用一台信号采集分析装置实现对多个倾斜传感器的数据记录。

Description

温度自补偿式光纤光栅倾斜传感器

技术领域

本发明涉及一种倾斜角度检测装置，具体的说就是一种测量结构的倾斜角度的装置。

背景技术

光纤光栅具有体积小，波长选择性好，受非线性效应影响，极不敏感，易于与光纤系统连接，便于使用和维护，带宽范围大，附加损耗小，器件微型化，耦合性好，可与其他光纤器件融为一体等特性。而且光纤光栅的制作工艺比较成熟，易于形成规模生产，成本低，因此它具有良好的实用性，其优越性是其他器件无法替代的，这使得光纤光栅以及基于光纤光栅的器件在许多领域被广泛应用。

但是由于光纤本身光纤直径小、质地脆，容易被破坏，需要对传输段光纤进行封装保护，从而保证光纤的成活，在此基础上实现光纤光栅倾斜传感器的使用。目前的许多倾斜角度的测量仪器使用起来比较麻烦，对于微小的角度变化测量精确度不高，而光纤光栅倾斜传感器则使用相对简单，只要正确安装在被测结构上，通过外部采集系统记录数据，就能准确测量出被测结构的倾角。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种测量结构倾斜角度的传感器，该倾斜传感器具有良好的精确度，能够方便快捷的测量结构倾斜角度。在实际工程中直接把该装置布置在被测结构物的表面或者内部。

本发明采用的技术方案如下：

该倾斜传感器包括封装盒、悬臂杆、质量块以及布置在悬臂杆上的光纤光栅应变传感器和温度补偿光纤光栅传感器。悬臂杆在封装盒内，一端固定，固定端四面各布置一个光纤光栅应变传感器；悬臂杆的自由端固定一个质量块，质量块上布置一个温度补偿光纤光栅传感器。

该倾斜传感器可以与其他角度测量传感器联合应用，增加使用范围，提高测量准确度。

该倾斜传感器采用在悬臂杆上布置温度补偿光纤光栅传感器方式进行校正，可以消除温度对倾斜传感器的影响，通过准分布就可以实现倾斜传感器的自补偿。通过力学优化设计，确定悬臂杆的尺寸和重物的质量。使用时，将封装设备直接布置在被测结构上即可。

本发明的有益效果是工艺简单，适于产业化生产，且成本低廉；实现温度自补偿，具有高耐久性；使用一台信号采集分析装置实现对多个倾斜传感器的监测；传感器布设方便、快捷、易于操作，测量精确度高。

附图说明

附图是本发明结构示意图。

图中：1温度补偿光纤光栅传感器；2光纤光栅应变传感器3；悬臂杆；

4质量块；5封装盒。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。

将封装盒5布设到待测倾斜结构表面，封装盒5连同悬臂杆3一起发生倾斜的时候，封装盒5内的悬臂杆将产生弯矩，从而引起弹性悬臂杆的应变变化，光纤光栅应变传感器2监测到应变的变化，将测量信号通过光导纤维传递到外面的设备采集系统当中，同时布置在质量块4上的光纤光栅温度传感器1监测温度，实现对测量系统的温度自补偿。从而实现对倾斜角度的测量。

Claims (1)

1.一种温度自补偿式光纤光栅倾斜传感器，其特征在于：该倾斜传感器包括封装盒(5)、质量块(4)、悬臂杆(3)、光纤光栅应变传感器(2)和温度补偿光纤光栅传感器(1)；悬臂杆(3)在封装盒(5)内，一端固定，固定端四面各布置一个光纤光栅应变传感器(1)；悬臂杆(3)的自由端固定一个质量块(4)，质量块(4)上布置一个温度补偿光纤光栅传感器(1)。