一种光纤光栅位移传感器装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115493502A(43)申请公布日2022.12.20(21)申请号202211238797.X(22)申请日2022.10.11(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人庞锐杨松涛樊群营徐斌(74)专利代理机构辽宁鸿文知识产权代理有限公司21102专利代理师许明章王海波(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种光纤光栅位移传感器装置(57)摘要一种光纤光栅位移传感器装置，包括壳体、光纤光栅、凸轮推杆机构、卡固机构、温度补偿器、同心滑轮、偏心轮、柱形底座、可变形基板等。测量探杆伸入壳体内与凸轮上侧相切，另一端可自由移动。凸轮一侧设有大型滑轮，滑轮上侧设置主动滑轮；主动滑轮与被动滑轮之间设传送皮带，被动滑轮镶嵌在卡固机构的直槽口里；卡固机构的直槽滑杆另一侧与偏心轮嵌固，偏心轮固定在底座上，带动偏心轮转动，偏心轮外侧连接有细绳与滑块相连；滑块放置在传感基板上，传感基板上内置四个方向不同的光纤光栅。本发明利用光纤光栅进行位移测量，耐久性好不受电磁场干扰，配有温度补偿器，可从根本上排除温度对光纤光栅传感器的干扰，避免光纤光栅位移传感器与外界腐蚀性物质接触，能够适应恶劣环境。CN115493502ACN115493502A权利要求书1/2页1.一种光纤光栅位移传感器装置，其特征在于，所述的光纤光栅位移传感器装置包括外部保护模块和位于外部保护模块内部的凸轮推杆机构模块、卡固机构模块、光纤光栅变形补偿模块；所述凸轮推杆机构模块和卡固机构模块通过传动杆(36)相连接，在整个装置中起传动作用，用于带动光纤光栅变形补偿模块中的可变形传感基板(9)上的滑块运动，使得可变形传感基板(9)所受压力发生变化产生变形，进而带动可变形传感基板(9)上四个不同方向的光纤光栅发生波长变化；所述光纤光栅变形补偿模块是整个装置核心部分，其通过细绳(24)和偏心轮机构(6)与凸轮推杆机构模块和卡固机构模块相连接，主要目的是计算得出可变形传感基板(9)发生的形变量，同时消除温度对光纤光栅的影响，使得测量的结果更为精确；所述外部保护模块位于整个装置外侧；所述的外部保护模块包括长方体外壳(1)、顶盖(32)、底板(29)；所述长方体外壳(1)一端设有用于穿过测量探杆(10)的通孔(30)；所述顶盖(32)一端设有通气孔(27)；所述底板(29)为不设通孔的板状结构；所述的凸轮推杆机构模块、卡固机构模块、光纤光栅变形补偿模块在长方体外壳(1)内沿长度方向从左到右依次布置；长边的一个表面下发设有用于穿过可移动摇杆(11)的通孔；所述的凸轮推杆机构模块(2)包括机台(31)、可移动摇杆(11)、凸轮(12)、测量探杆(10)、大型固定轨道(13)；所述机台(31)固定在外部保护模块内下表面的底板(29)上，连接柱上方设有四个通孔；所述可移动摇杆(11)穿过长方体外壳(1)侧面的通孔伸入壳体内部并与同心圆盘(5)的通孔对齐重合在一起；所述大型固定轨道(13)为块体结构，块体结构中心设有贯穿的垂直布置的通孔，四个边角处各设有一个水平布置的盲孔，盲孔侧与机台(31)的连接柱上方的通孔对齐进行连接；所述测量探杆(10)的一端穿过设置在方体外壳(1)上表面的通孔(30)伸入壳体内部，该端穿过大型固定轨道(13)的中心通孔与凸轮(12)的上端进行固定接触；所述测量探杆(10)中间部位设置有可转向同拐角(39)，通过可转向同拐角(39)可以改变测量探杆(10)位于壳体1外侧一端金属探头的方向，从而实现对地面塌陷体水平和竖向方向的深部位移测量；所述的卡固机构模块(3)包括同心圆盘(5)、中心轮(14)、主动滑轮(15)、被动滑轮(16)、直槽连杆(17)、直槽滑杆(18)、圆柱形凸杆(19)、普通连杆(20)、小型固定轨道(21)、可旋转大型滑轮(22)、传送皮带(35)、可旋转大型滑轮(22)；所述的同心圆盘(5)固定在底板(29)上方，其上表面与主动滑轮(15)外侧面接触，为主动滑轮(15)的移动提供承载；所述的主动滑轮(15)内部设有中心轮(14)，中心轮(14)与主动滑轮(15)同圆心转动；所述中心轮(14)与凸轮(12)之间通过传动杆(36)进行连接，凸轮(12)的转动会引起传动杆(36)的移动进而带动中心轮(14)转动；同时所述主动滑轮(15)与被动滑轮(16)之间设置有传送皮带(35)，被动滑轮(16)镶嵌在直槽连杆(17)的直槽口里；即凸轮(12)的转动带动中心轮(14)进行转动，中心轮(14)转动后又会带动主动滑轮(15)转动，主动滑轮(15)转动后通过传送皮带(35)产生相对位移后，被动滑轮(16)