[发明专利]一种高灵敏度的光纤光栅应变传感器

权利要求书

1.一种高灵敏度的光纤光栅应变传感器，其特征在于，包括可拆卸相连的底层金属片(1)、中层金属片(2)和顶层金属片(3)；顶层金属片(3)上安装有应变测量光栅(4)，底层金属片(1)固定在待测物体上；

在顶层金属片(3)和中层金属片(2)中均设有杠杆机构，待测物体发生的变形由底层金属片(1)感应后通过中层金属片(2)和顶层金属片(3)相互级联的杠杆机构传递并放大至应变测量光栅(4)上；

底层金属片(1)包括变形传递杆(13)，变形传递杆(13)上开设有变形传递杆孔(12)，变形传递杆(13)通过S型弹性结构(14)与底层金属片(1)的一端相连；

中层金属片(2)的杠杆机构包括相对设置在中层外部框架(27)内的一级杠杆(23)和二级杠杆(25)，一级杠杆(23)和二级杠杆(25)之间通过第一平衡块(24)相连，在一级杠杆(23)上设有连接块(29)，该连接块(29)上设有连接块固定孔(22)，二级杠杆(25)上开设有杠杆孔(26)；

连接块固定孔(22)与底层金属片(1)上设置的变形传递杆孔(12)位置对应。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度的光纤光栅应变传感器，其特征在于，三层金属片的一端均设有能够与螺栓配合的金属片连接孔，三层金属片通过螺栓可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的高灵敏度的光纤光栅应变传感器，其特征在于，底层金属片(1)通过其两端对称设置的底层安装凸台(15)与待测物体固定。

4.根据权利要求1所述的高灵敏度的光纤光栅应变传感器，其特征在于，顶层金属片(3)上设有光纤光栅安装槽(37)，应变测量光栅(4)置于该光纤光栅安装槽(37)内，光纤光栅安装槽(37)为半圆形槽。

5.根据权利要求1所述的高灵敏度的光纤光栅应变传感器，其特征在于，一级杠杆(23)、二级杠杆(25)与中层外部框架(27)的边框采用柔性铰链连接；一级杠杆(23)与连接块(29)之间采用柔性铰链连接；第一平衡块(24)与一级杠杆(23)、二级杠杆(25)也采用柔性铰链连接。

6.根据权利要求1所述的高灵敏度的光纤光栅应变传感器，其特征在于，中层金属片(2)的一端设有中层安装凸台(28)，中层安装凸台(28)底面与底层金属片(1)的上表面接触配合，使底层金属片(1)和中层金属片(2)之间存在间隙。

7.根据权利要求1所述的高灵敏度的光纤光栅应变传感器，其特征在于，顶层金属片(3)的杠杆机构包括设置在顶层外部框架(36)内的杠杆(35)，杠杆(35)通过第二平衡块(34)与杠杆连接块(32)连接，杠杆连接块(32)上开设杠杆连接块固定孔(33)，该连接块固定孔(33)与中层金属片(2)上设置的杠杆孔(26)位置对应，二级杠杆(25)的变形通过杠杆连接块(32)传递至顶层金属片(3)的杠杆(35)上，杠杆(35)的变形拉动应变测量光纤光栅(4)。

8.根据权利要求7所述的高灵敏度的光纤光栅应变传感器，其特征在于，杠杆(35)与顶层外部框架(36)的边框之间采用柔性铰接连接，杠杆(35)与第二平衡块(34)之间采用柔性铰接连接，第二平衡块(34)与杠杆连接块(32)之间采用柔性铰接连接。