[发明专利]一种拱式光纤光栅压力传感器

摘要

本发明为一种拱式光纤光栅压力传感器，属于光纤传感技术领域。该传感器主要通过合理拱轴结构，基于拱梁组合结构的自平衡体系原理，将作用在传感器的竖向压力转化为弹性元件的水平推力，采用铰接形式使得结构在力的传递过程中只受轴力作用，避免受到弯矩和剪力的影响。本发明的拱式光纤光栅压力传感器采用辊轴向外微小滚动来实现压力增敏和精确测量，同时采用温度补偿光纤光栅，对拱式光纤光栅压力传感器进行温度实时补偿。本发明给出拱式光纤光栅压力传感器所受压力和用于测量压力的光纤光栅波长变化的关系式，实现拱式光纤光栅压力传感器对压力的实时监测。

主权项

一种拱式光纤光栅压力传感器，其特征在于：包括：金属刚性盖板(1)、传力杆(2)、铰链(3)、插销(4)、传力板(5)、金属弹性元件(6)、辊轴(7)、用于测量压力的光纤光栅(8)、用于温度补偿的光纤光栅(9)、金属板(10)(与金属弹性元件材质相同)、金属外保护壳(11)、预留孔洞(12)；金属外保护壳(11)为U形槽，U形槽开口处设有金属刚性盖板(1)，U形槽内底部设有金属板(10)，在U形槽的侧壁上开设有预留孔洞(12)；金属刚性盖板(1)受到竖向荷载，通过传力杆(2)将竖向荷载传递给铰链(3)，铰链(3)通过刚性传力板(5)将竖向荷载通过插销(4)转化为水平推力，水平推力作用刚性传力板(5)使推动辊轴(7)向外滚动，金属弹性元件(6)两端与辊轴(7)轴接，承受水平方向拉力，用于测量压力的光纤光栅(8)与金属弹性元件(6)产生协同应变，引起波长变化，粘贴在金属板(10)上用于温度补偿的光纤光栅(9)对测量压力的光纤光栅(8)进行温度实时补偿，从而实现压力的精确测量。