[发明专利]固有频率可变的光纤光栅加速度传感器及其测量方法

权利要求书

1.一种固有频率可变的光纤光栅加速度传感器，包括传感器外壳（2）及其内部设置的传感单元（1），且在传感单元（1）上设置有光纤（3），其特征在于：

所述传感器外壳（2）包括上盖（21）与基座（22），所述基座（22）为单向开口的中空结构，基座（22）的顶部开口（23）与上盖（21）相连接，基座（22）的内部设置有与基座（22）的底壁、侧壁均连接的固定台（24），该固定台（24）的顶部与等强度梁（4）的一端相连接，等强度梁（4）的另一端与质量块（5）相连接，等强度梁（4）的中部与悬空设置的光纤（3）进行张紧连接，光纤（3）、等强度梁（4）同轴设置，光纤（3）内的悬空部位上设置有光纤光栅（31）；

所述质量块（5）包括U型块（51）、金属圆筒（52）与调整螺栓（53），所述U型块（51）包括上横板（511）、中竖板（512）与下横板（513），中竖板（512）的外侧面与等强度梁（4）的另一端相连接，中竖板（512）的顶端、底端分别与上横板（511）、下横板（513）的内端垂直连接，上横板（511）、下横板（513）的外端朝远离中竖板（512）的方向延伸，上横板（511）上开设有多个上通孔（514），下横板（513）上开设有多个下通孔（515），上通孔（514）、下通孔（515）上下对应设置，所述调整螺栓（53）的一端位于下横板（513）的下方，调整螺栓（53）的另一端依次穿经下通孔（515）、金属圆筒（52）、垫圈（54）、上通孔（514）后与调整螺母（55）相连接，且调整螺母（55）高于上横板（511）设置。

2.根据权利要求1所述的一种固有频率可变的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述中竖板（512）的外侧面与中横板（56）的内侧边相连接，中横板（56）的中部开设有中横通孔（561），等强度梁（4）的另一端开设有长梁通孔（421），中横通孔（561）经梁质螺栓（45）与长梁通孔（421）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种固有频率可变的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述等强度梁（4）为工字型结构，包括外梁台（41）与长梁板（42），外梁台（41）的厚度大于长梁板（42）的厚度，所述外梁台（41）的底面与固定台（24）的顶部相连接，外梁台（41）的侧面的中部与长梁板（42）的一端垂直连接，长梁板（42）的另一端与质量块（5）相连接，长梁板（42）的中部上位于外梁台（41）、质量块（5）之间部位的顶面、底面分别与顶垫高台（43）、底垫高台（44）相连接，顶垫高台（43）、底垫高台（44）上下对称设置，顶垫高台（43）的顶面通过顶部光纤（32）与外梁台（41）的顶面张紧连接，底垫高台（44）的底面通过底部光纤（33）与外梁台（41）的底面张紧连接，顶部光纤（32）上悬空于长梁板（42）上方的部位以及底部光纤（33）上悬空于长梁板（42）下方的部位上均设置有光纤光栅（31）。

4.根据权利要求3所述的一种固有频率可变的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述顶部光纤（32）的两端分别与顶垫高台（43）顶面的中部、外梁台（41）顶面的中部相连接，所述底部光纤（33）的两端分别与底垫高台（44）底面的中部、外梁台（41）底面的中部相连接。

5.根据权利要求3所述的一种固有频率可变的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述外梁台（41）内开设有外梁通孔（411），所述固定台（24）内开设有固定顶孔（241），外梁通孔（411）通过固定螺栓（242）与固定顶孔（241）相连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种固有频率可变的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述上通孔（514）、下通孔（515）的数量均为三个，三个上通孔（514）沿上横板（511）的轴向依次排列，三个下通孔（515）沿下横板（513）的轴向依次排列。

7.根据权利要求1或2所述的一种固有频率可变的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述等强度梁（4）的制造材料为45号钢，所述金属圆筒（52）的制造材料为铜。