[发明专利]一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器及其测量方法

权利要求书

1.一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器，其特征在于，包括一光纤光栅(5)、二光纤光栅(6)、一等厚度梁(7)、二等厚度梁(8)、基座(9)、质量块(10)与阶梯型悬臂梁(11)；

所述基座(9)顶端与底端分别设置有一导纤槽(1)与二导纤槽(2)；

所述质量块(10)顶端与底端分别设置有三导纤槽(3)与四导纤槽(4)；

所述一导纤槽(1)与三导纤槽(3)的底部位于同一水平面，所述二导纤槽(2)与四导纤槽(4)的底部位于同一水平面；

所述基座(9)侧面的中部与二等厚度梁(8)连接，质量块(10)侧面的中部与一等厚度梁(7)连接，二等厚度梁(8)与一等厚度梁(7)连接；

所述一等厚度梁(7)与二等厚度梁(8)组成阶梯型悬臂梁(11)；

所述一光纤光栅(5)的两端分别设置于一导纤槽(1)内与二导纤槽(2)内，所述一光纤光栅(5)的位于一等厚度梁(7)的上方；

所述二光纤光栅(6)的两端分别设置于三导纤槽(3)内与四导纤槽(4)内，所述二光纤光栅(6)的位于一等厚度梁(7)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述一导纤槽(1)、二导纤槽(2)、三导纤槽(3)与四导纤槽(4)的宽度均相同。

3.根据权利要求2所述的一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述一导纤槽(1)、二导纤槽(2)与阶梯型悬臂梁(11)三者之间处于空间互相平行设置，所述三导纤槽(3)、四导纤槽(4)与阶梯型悬臂梁(11)三者之间处于空间互相平行设置。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述一等厚度梁(7)的厚度与二等厚度梁(8)的厚度相同，一等厚度梁(7)的宽度大于二等厚度梁(8)的宽度。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述一光纤光栅(5)与二光纤光栅(6)以阶梯型悬臂梁(11)的横切面为中心对称设置。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：所述一等厚度梁(7)为阶梯型悬臂梁(11)与质量块(10)连接的部分，所述二等厚度梁(8)为阶梯型悬臂梁(11)与基座(9)连接的部分，所述基座(9)和质量块(10)均为四棱柱。

7.一种权利要求1所述的阶梯型悬臂梁的光纤光栅加速度传感器的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将传感器的基座(9)固定在被测物体表面；

步骤二、当被测物体发生振动时，振动传递至传感器上的一光纤光栅(5)和二光纤光栅(6)，光纤光栅的形态因振动产生变化，使得光栅的周期及其有效折射率发生改变；

步骤三、先对光纤光栅的变化数据进行收集，再依据收集的数据建立被测物体加速度、光纤光栅的波长漂移量之间的关系模型；

步骤四、根据关系模型得到测量结果。