[实用新型]基于椭圆微位移放大机构的光纤光栅位移传感器

说明书

本实用新型基于椭圆微位移放大机构的光纤光栅位移传感器涉及一种传感器，具体涉及利用椭圆微位移放大机构的位移传感器，目的是为了克服原有位移监测光纤光栅位移传感器灵敏度低的问题，包括椭圆微位移放大机构、保护壳、光纤光栅、弹性机构和传动杆，椭圆微位移放大机构弧形边和直边之间通过椭圆弹性铰链连接；椭圆微位移放大机构一侧的直边与保护壳一侧的内壁固定、另一侧的直边与弹性机构的一端固定，弹性机构的另一端与传动杆的一端固定、传动杆的另一端位于保护壳的外侧；光纤光栅竖直穿过椭圆微位移放大机构的上方和下方的弧形边并固定。本实用新型所设计间接的将光纤光栅的应变量放大了两倍。

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体涉及利用椭圆微位移放大机构的位移传感器。

背景技术

位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电式位移传感器、超声波式位移传感器和霍尔式位移传感器等.通常的位移测量有机械式测量、电磁测量及激光测量等方法.机械式测量的精确度低、速度慢，不便于在线测量；电磁式测量易受电磁干扰；光学测量中激光测量的精确度高，但该方法受到光的直线传播条件的约束，因此不适合于工程现场应用。

位移监测光纤光栅位移传感器有以下几种：弹簧式光纤光栅位移传感器、差动式光纤光栅位移传感器，这些位移传感器的位移和力学转换单元多采用悬臂梁结构，灵敏度较低。武汉理工大学光纤传感与信息处理实验室所研究的高灵敏度光纤光栅压力传感器是基于正弦机构力放大原理设计而成正弦力放大机构有将被测量放大的作用，但由于正弦力放大机构的天然结构限制，导致其只能对水声、振动、气压等超低量程的物理量进行测量(一般在小尺度的微米量级)，局限了它的位移测量应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服原有位移监测光纤光栅位移传感器灵敏度低的问题，提供了一种基于椭圆微位移放大机构的光纤光栅位移传感器。

本实用新型的基于椭圆微位移放大机构的光纤光栅位移传感器，包括椭圆微位移放大机构、保护壳、光纤光栅、弹性机构和传动杆；

椭圆微位移放大机构包括弧形边和直边，弧形边上下中心对称设置、直边左右中心对称设置，且弧形边和直边之间通过椭圆弹性铰链连接；

椭圆微位移放大机构、弹性机构和传动杆均设于保护壳内部，且椭圆微位移放大机构一侧的直边与保护壳一侧的内壁固定、另一侧的直边与弹性机构的一端固定，弹性机构的另一端与传动杆的一端固定、传动杆的另一端位于保护壳的外侧；

光纤光栅竖直穿过椭圆微位移放大机构的上方和下方的弧形边并固定，且该光纤光栅的栅区设于椭圆微位移放大机构中心位置。

本实用新型的有益效果是：

1)所设计的椭圆微位移放大机构可以将水平方向上的位移量在竖直方向上放大两倍，这样相当于间接的将光纤光栅的应变量放大了两倍，提高了灵敏度；

2)对光纤光栅进行压缩改变其应变量，不用担心光栅的损坏问题；

3)测量量程可以从微米到厘米量级，所以在放大被测量方面，椭圆微位移放大机构的应用范围更加广泛。

附图说明

图1为本实用新型的基于椭圆微位移放大机构的光纤光栅位移传感器的结构示意图；

图2为本实用新型的基于椭圆微位移放大机构的光纤光栅位移传感器的椭圆微位移放大机构的放大原理图。

具体实施方式

具体实施方式一

本实用新型的基于椭圆微位移放大机构的光纤光栅位移传感器，如图1所示，包括椭圆微位移放大机构1、保护壳2、光纤光栅3、弹性机构4和传动杆5；