[发明专利]一种光纤布拉格光栅倾角仪

说明书

本发明公开了一种光纤布拉格光栅倾角仪，属于光纤传感技术领域。包括壳体、通孔螺栓、底座、螺栓、等强度梁、连接杆、质量球、光纤光栅、光纤、光纤耦合器、尾纤保护套和尾纤；壳体外观是长方体，内部是一空腔，壳体一端开设一定大小的内螺纹通孔，与通孔螺栓螺纹连接，另一端与底座通过螺栓连接，底座可拆卸。壳体内部腔壁固定有等强度梁，等强度梁另一端与连接杆相连，连接杆连接一质量球，质量球与腔壁四周接触，可以来回滑动。等强度梁上下底面对称粘贴光纤光栅，两个光纤光栅通过光纤耦合器耦合到一根光纤上，再连接尾纤穿过通孔螺栓。

技术领域

本发明涉及一种光纤布拉格光栅倾角仪，尤其是一种用于实时在线监测物体倾角的光纤布拉格光栅倾角仪。属于光纤传感技术领域。

背景技术

土木工程，桥梁工程，煤矿、石油领域，航空航天工程、机械工程等众多领域都离不开倾角的测量，例如，将传感器安装在桥梁或者路面用于测量桥梁的挠度或地基沉降；安装在机械摇臂上，监测摇臂运行姿态，比如将倾角传感器应用于飞机的登机梯子，或者将倾角传感器应用于采煤机摇臂上。传统的倾角传感器基本基于电磁传感原理，能够实现倾角精确监测的要求，但是该类传感器在强电、磁环境下,如煤矿中的采煤工作面内工作状况变差，不利于远距离传输和分布式测量等。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于，针对上述传统电磁类倾角传感器存在的问题，提出一种光纤布拉格光栅倾角仪，用于实时在线监测物体的倾角。

技术方案：本发明的一种光纤布拉格光栅倾角仪，包括壳体，壳体的前端设有通孔螺栓，壳体的后端设有底座，所述的通孔螺栓的通孔内设有伸出通孔螺栓端口外的尾纤，所述壳体的内部前方设有等强度梁，壳体的内部后方设有质量球，等强度梁上设有顶靠在质量球上的连接杆，等强度梁前后底面的中心线上对称粘贴有两个光纤光栅，两个光纤光栅经光纤耦合器与光纤耦合在一起，并与尾纤相连。

所述的壳体为长方体，内部为一空腔，壳体的前端开有与通孔螺栓相配合的内螺纹通孔。

所述的质量球与壳体腔壁四周接触，为动配合，可来回滑动。

所述的壳体内部腔壁打磨光滑，涂覆润滑剂。

所述的质量球为铅球。

所述的光纤光栅初始中心波长相等。

所述的尾纤在通孔螺栓内部设有尾纤保护套。

所述的底座由螺栓固定在壳体上。

有益效果：由于光纤布拉格光栅倾角传感器不受电磁干扰，能灵敏地反映出物体运动姿态改变后倾角的变化与光纤光栅中心波长变化之间的线性关系，根据波分复用技术，可以实现光纤布拉格光栅传感器的分布式多点测量和远距离传输，适用范围广，且适用于煤矿中。本发明采用的光纤光栅传感器能够实现长期实时在线监测，易于组成测量网络，与传统传感器相比，具有如下优点：(1)灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀，适合应用于恶劣环境；(2)便于组网布控，采用波分复用、时分复用、空分复用或者联合使用，可以实现大面积的多点测量；(3)体积小、质量轻，易于埋入结构内部，监测结构内部应力应变变化；(4)便于数据信息采集，方便传输等。可用于精确测量物体倾角，灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀，适合应用于恶劣环境，与已有技术相比，主要优点有：

(1)结构简单，安装方便，灵敏度高，抗电磁干扰能力强、耐腐蚀，适合应用于恶劣环境；

(2)利用先进的光纤光栅传感技术，便于远距离和24小时在线监测，方便数据采集与存储；

(3)消除温度误差的影响。

附图说明

图1为本发明装置的内部结构示意图；

图2为本发明装置的左视图；

图3为本发明装置的右视图；