[发明专利]一种基于U型槽结构的FBG二维加速度传感器及其测量方法

权利要求书

1.一种基于U型槽结构的FBG二维加速度传感器，包括上壳体和下壳体、位于上下壳体中部的芯体和若干光纤、光栅，其特征在于：所述芯体包括上下依次连接的上部惯性体，中部主体和下部底座，芯体的中部主体上下分别开设有两对背向设置的U型槽结构，上下两对U型槽的开口方向垂直，底座和上下两对U型槽的轴线位置开有竖直设置的方形通孔，下壳体通过其内部轴线上的长方柱与底座内的方形孔配合固定，上壳体与下壳体通过螺纹固定，上壳体的表面设置有四个小孔，惯性体和底座周向外表面都均匀地开设有四个光纤槽，四根光纤通过施加一定的预应力安装到光纤槽内，光纤通过上壳体表面的小孔穿出，四根光纤内均刻有光栅，光栅处在惯性体和底座的之间空隙处，四根光栅处于相邻两两垂直的方向，方便用于检测两个垂直方向上的振动。

2.如权利要求1所述的一种基于U型槽结构的FBG二维加速度传感器，其特征在于：为了进一步使得芯体与下壳体固定，所述下壳体底部和底座上分别设有四个相配合的螺纹孔，借助螺钉将两者连接固定。

3.如权利要求1所述的一种基于U型槽结构的FBG二维加速度传感器，其特征在于：所述芯体采用304不锈钢材料制得。

4.如权利要求1所述的一种基于U型槽结构的FBG二维加速度传感器，其特征在于：所述芯体为一体成型结构，其中惯性体包括上方圆柱体和下方向下收缩的锥型圆台，芯体中部主体上端与锥型圆台底部衔接，下端与底座衔接。

5.如权利要求1所述的一种基于U型槽结构的FBG二维加速度传感器，其特征在于：所述光纤嵌设在光纤槽内后通过胶体(4)进一步固定。

6.如权利要求1所述的一种基于U型槽结构的FBG二维加速度传感器，其特征在于：所述四根光栅包括位于X轴连线方向的两根光栅：1号光栅-#1FBG、3号光栅#3FBG，用于检测X轴方向的振动，位于Y轴连线方向的两根光栅：2号光栅-#2FBG、4号光栅#4FBG，用于检测Y轴方向的振动。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种基于U型槽结构的FBG二维加速度传感器的测量方法，其特征在于，包括如下过程：测量时，将传感器固定在待测物体的表面，并且保持传感器的底面处于水平位置，当传感器受到外界的振动激励时，在惯性作用之下，传感器的惯性体绕着U型槽微小转动，惯性体产生的竖直位移量使得与惯性体的光纤槽固定的光纤发生拉伸或者压缩，引起光栅中心波长漂移，通过解调仪测出光栅中心波长的漂移量，从而建立外界激励加速度和光栅中心波长漂移量的对应关系，由此得到振动加速度的振动信息。