[实用新型]一种光纤光栅加速度传感器

说明书

本实用新型公开了一种光纤光栅加速度传感器，主要由弹片结合质量块测试元件、保护外壳和引出光缆组成；本实用新型一种光纤光栅加速度传感器在机械结构的设计上采用有限元分析软件，对加速度传感器机械结构进行了优化设计，使其理论上加速度分辨率达量程的0.05％；通过在光纤光栅和机械结构的连接上采用低收缩率，高剪切强度的胶粘剂的设置，一套特殊的固化工艺，这样制作出来的传感器的长期稳定性好；通过在加速度计中加入阻尼介质，使其在相同的固有频率下有较宽的响应频率；通过质量块测试元件安装在底盒和盒盖中，使其具备防水、抗冲击等功能。

技术领域

本实用新型涉及加速度传感器，具体为一种光纤光栅加速度传感器。

背景技术

桥梁、建筑等土木结构的振动是反映结构健康状况的一个重要参量，对它的监测是非常必要的。传统的加速度计虽然精度高，但抗干扰能力差，不能组网。

1996年T.A.Berkoff提出了一种加速度传感器，他把光纤光栅埋在了橡胶弹性体中，它的固有频率达2KHz，并且这种结构使光纤受到横向力和反射波波峰拉长的影响，致使测量精度大大降低；1998年M.D.Todd在T.A.Berkoff提出的一种加速度传感器的基础上提出了另一种加速度传感器，该加速度传感器尽管对T.A.Berkoff设计有所改进，横向力的影响降到原来的1％，防止了扭转和平面外的振动影响，但是由于振动时光纤处的应变不均匀，同样会出现反射波波峰拉长的影响，降低了测试精度，而且灵敏度系数(2～12.5με/g)小，远不能满足土木工程的低频需要；2001年Akira Mita提出了第三种加速度传感器，灵敏度系数达到498με/g，固有频率49.2Hz，基本满足了土木工程的应用，但是该结构没有考虑阻尼就降低了传感器的应用范围。

本是实用新型根据上述三种加速度传感器存在的问题，提供了一种光纤光栅加速度传感器，该光纤光栅加速度传感器主要由弹片结合质量块测试元件、保护外壳和引出光缆组成，弹片结合质量块测试元件在保护外壳中，外壳使传感器具备防水、抗冲击等功能，引出光缆具备良好的抗压性能；用加速度传感器测试加速度的基本原理是在惯性空间设置质量为m的质量块，以感知被测物体作加速度运动时所产生的惯性力或位移，测量出此惯性力或位移即可测量出相应的加速度，其力学模型可以简化为安装在运动基座上的无阻尼质量-弹簧振动系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光纤光栅加速度传感器，从而解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供一种光纤光栅加速度传感器，包括底盒、盒盖和质量块测试元件，底盒通过若干十字沉头螺钉与盒盖连接为一体，质量块测试元件安装在底盒和盒盖中，质量块测试元件包括质量块、铜片以及引出光缆，质量块的左右两边分别设置有左压块和左固定块以及右压块和右固定块，左压块和左固定块通过内六角紧定螺钉连接为一体，右压块和右固定块通过十字盘头螺钉连接为一体，引出光缆穿过底盒和盒盖的两端设置的堵头通过左压块和左固定块以及右压块和右固定块固定在底盒上，铜片的一端与质量块相连接，另一端固定在底盒上与引出光缆相连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，盒盖上安装有螺塞，螺塞内放置有缓冲液，且螺塞与盒盖的连接处固定有密封圈。

作为本实用新型的一种优选技术方案，底盒和盒盖的两端连接处均设置有堵头，且堵头与底盒和盒盖的连接处安装有密封圈。

作为本实用新型的一种优选技术方案，内六角紧定螺钉与盒盖的连接处设置有大0型密封圈。

作为本实用新型的一种优选技术方案，铜片是采用回复性与弹性均较好的铜片制作而成。

作为本实用新型的一种优选技术方案，底盒和盒盖安装在安装座上，且底盒上贴有加速度标签，加速度标签为防撕材料制作而成。