[发明专利]一种不受振动影响的光纤光栅倾斜传感器

说明书

本发明公开了一种不受振动影响的光纤光栅倾斜传感器，包括基座、悬臂梁、光纤光栅、弹簧、质量块、阻尼液、内部光纤、引出光纤；所述悬臂梁悬挂于基座的内部上方位置，所述光纤光栅粘贴于悬臂梁的表面，所述弹簧悬挂于悬臂梁的下方，所述质量块悬挂于弹簧上；所述阻尼液位于基座的下部，阻尼液的液位高度超过质量块，低于悬臂梁的下部；所述光纤光栅通过内部光纤连接，并通过引出光纤引出到基座的外部。本发明旨在解决现有的光纤光栅倾斜传感器存在的对振动信息同时敏感、导致适用性差的技术问题，实现了质量块和悬臂梁之间只传递力而不传递振动的有益效果。

技术领域

本发明属于光纤光栅传感器技术领域，具体涉及一种不受振动影响的光纤光栅倾斜传感器。

背景技术

倾斜信息监测对很多重大土木工程、精密机械装备的服役状态、安全评估及维护起着至关重要的作用，例如大型风电装备塔筒、桥梁吊塔工作时的倾斜状态、汽车侧倾状态等关键安全服役信息的监测。目前，倾斜信息的观测主要有全站仪、三维激光扫描等非接触式的测量和在被测对象上安装倾斜传感器测量两类。非接触型测量在图像处理或信号的算法解析等方面较为复杂，测量的精度和实时性不易保证，且易受雨水等天气影响而无法正常工作，可安装型倾斜传感器是目前倾斜监测的主要手段。

传统的电阻、电容、MEMS等原理的倾斜传感器以弱电/磁为输出信号，易受环境电磁干扰，且传感器信号引线多、传输距离严重受限，不利于大规模布点监测。

光纤光栅传感器以光为传感信号，展现出优越的测量性能和工程适用能力，在重大土木工程和机械装备的结构健康监测中取得了良好的社会与经济效益。基于光纤光栅原理的倾斜传感器技术也愈发得到科研人员重视，当前报道的光纤光栅倾斜传感器技术主要采用的是经典的悬臂摆结构。

现有技术中存在的主要问题包括：

现有的技术中，悬臂梁与摆动质量块或者光纤与摆动质量块之间为刚性固定，形成了一个振动弹性体，传感器的测量输出受振动影响很大而呈现出波动型曲线，导致只适合于静态或者准静态的倾斜信息测量。而对于机械装备、桥梁等实际被测对象而言，其工作时往往存在各种振动信息，而现有的光纤光栅倾斜传感器对振动信息同时敏感，需要避开共振、测量结果需要复杂信号处理等操作，导致传感器的适用性不好。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种不受振动影响的光纤光栅倾斜传感器，旨在解决现有的光纤光栅倾斜传感器存在的对振动信息同时敏感、导致适用性差的技术问题，实现了质量块和悬臂梁之间只传递力而不传递振动的有益效果。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种不受振动影响的光纤光栅倾斜传感器，包括：

基座，其内部包括凸台、凸起、侧面空腔、中心空腔、出纤孔，凸台位于基座上方，凸台上设置有两个螺孔；两个凸起位于基座下方，两个凸起形成了两个侧面空腔和一个中心空腔，基座顶部还设置有一个出纤孔；

悬臂梁，悬臂梁的上部设置有与基座凸台螺孔对应的两个通孔，悬臂梁下部设置有一个通孔；

光纤光栅，包括串接于同一根光纤上的第一光纤光栅和第二光纤光栅，第一光纤光栅和第二光纤光栅分别粘贴在悬臂梁的两个表面，两个光纤光栅之间的内部光纤放置在基座下方的右侧的侧面空腔内，两根引出光纤从基座上方的出纤孔穿出；

弹簧，弹簧的两端分别带有弯钩；

质量块，质量块上方设置有环钩，质量块位于基座中心空腔内，且与中心空腔之间为间隙配合；

所述弹簧的上端弯钩勾在悬臂梁下部的通孔中，下端弯钩勾在质量块上方的环钩中，实现两处活动连接；

阻尼液，所述阻尼液的液位高度超过质量块，但低于悬臂梁的下部；

盖板，覆盖于基座上，通过螺钉连接后，使基座内部密封。