[实用新型]一种齿轮机械联动的光纤光栅位移传感器

说明书

本实用新型公开了一种齿轮机械联动的光纤光栅位移传感器，包括传感器外壳、位移测量伸缩杆、支杆、轴承、销轴、机械传动齿轮、第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一尾纤、第二尾纤、滑动轨道、弹簧、楔形滑块、等强度弹性梁。位移测量伸缩杆内部、楔形滑块上方设置齿轮滑轨，与机械传动齿轮啮合，滑动轨道安装在传感器外壳底部，楔形滑块安装在滑动轨道上，等强度弹性梁安装于楔形滑块，等强度弹性梁上下表面分别对称粘贴第一光纤光栅、第二光纤光栅。本实用新型的光纤光栅传感器结构简单、紧凑、合理；克服了光纤光栅易损坏，受温度影响的缺点；利用机械联动的方式，使得测量结果更为准确和真实。

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，涉及一种齿轮机械联动的光纤光栅位移传感器，适用于检测土木工程中结构健康情况。

背景技术

近年来，光纤光栅传感器的研究与应用引起了广泛的关注，相比较传统的传感测量技术，光纤光栅传感器是一种新型智能传感器，具有很多明显的优点。比如抗潮、抗腐、耐久性强，能在恶劣环境下工作，可靠性好、抗干扰性强，而且容易构成传感网络等特点。光纤光栅传感器因为具有这些优点，得到了世界的广泛关注。目前世界上已将光纤光栅传感器应用于温度、应变、压力、位移、加速度、流量等多种物理量的测量中。

目前，国内外对光纤光栅位移传感器做了很多工作：采用弯曲的弹性梁，将位移通过梁的变形转换到光栅的应变，光纤光栅受到压缩或拉伸导致光纤光栅的中心波长发生变化，波长的变化量与位移成函数关系从而得到实际的位移量；直拉光栅，将光栅一端固定，另一端连接到移动端，但此法量程非常小（0.6mm），很容易拉断光栅。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种齿轮机械联动的光纤光栅位移传感器。

本实用新型提供了一种齿轮机械联动的光纤光栅位移传感器，包括：

传感器外壳、位移测量伸缩杆、支杆、轴承、销轴、机械传动齿轮、第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一尾纤、第二尾纤、滑动轨道、弹簧、楔形滑块、等强度弹性梁、垫块、保护管、滑块、第一齿轮滑轨、第二齿轮滑轨。

其特征是：安装内腔的传感器外壳是传感器安装空间，位移感知组件配置在所述安装空间内，具有光纤出孔；光纤，经由所述光纤出孔配置于所述传感器内；安装内腔的传感器外壳用于向所述光纤光栅输入位移信号；

其特征是：传感器外壳一侧固定销轴，销轴上套装轴承，轴承上套装机械传动齿轮；

其特征是：滑动轨道安装在传感器外壳底部并配有4块滑块，楔形滑块通过螺钉和滑块装配并安装在滑动轨道上实现滑动，楔形滑块配有第一齿轮滑轨，与机械传动齿轮啮合，等强度弹性梁一端通过螺钉固定在垫块上，另一端与固定支杆，支杆与楔形滑块接触；所述销轴与支杆垂直，支杆与等强度弹性梁垂直；

其特征是：等强度弹性梁上下表面分别对称粘贴第一光纤光栅、第二光纤光栅。第一尾纤、第二尾纤分别粘贴在等强度弹性梁的上下表面；所述第一尾纤与第一光纤光栅连接，第二尾纤与第二光纤光栅连接；

其特征是：所述机械传动齿轮一侧固定支杆，支杆侧面固定位移测量伸缩杆，传感器外壳内固定保护管，保护管内安装弹簧，位移测量伸缩杆一端固定在保护管内，另一端侧面配有第二齿轮滑轨，与机械传动齿轮啮合；

其特征是：所述位移测量伸缩杆穿出传感器外壳；所述第一尾纤、第二尾纤穿出传感器外壳；所述支杆与机械传动齿同轴。

本实用新型可以产生的有益效果：通过双光纤光栅的设置，以及采用光纤光栅和等强度弹性梁结合的方法，将位移引起的力加载于等强度梁，无需过多转化，大大提升位移传感器的测量精度；通过楔块和弹簧的设置，使得光纤光栅位移计能够更加便捷的测量出位移数据；引用齿轮机械传动，实现换向传动，更好地利用传感器空间，结构简单，方便使用。

附图说明

图1是本实用新型一种齿轮机械联动的光纤光栅位移传感器的主视方向的示意图。