[发明专利]一种基于布拉格光纤光栅的高精度倾斜角传感装置

摘要

本发明一种基于布拉格光纤光栅的高精度倾斜角传感装置，属于光纤传感技术领域。其结构有，广谱光源(1)与光隔离器(2)相连，光隔离器(2)与2×2光耦合器(3)的1端口相连，2×2光耦合器(3)的4端口与折射率匹配液(4)相连、3端口与传感头(8)相连、2端口与布拉格光纤光栅FBG22相连，布拉格光纤光栅FBG22与FBG12相连，FBG12与光纤F‑P扫描干涉仪(5)相连，光纤F‑P扫描干涉仪(5)与光电转换器(6)相连，光电转换器(6)与控制与处理电路(7)的输入端相连。本发明具有测量精度高、可辨别倾斜方向等优点。

主权项

一种基于布拉格光纤光栅的高精度倾斜角传感装置，其结构有，广谱光源(1)的输出端与光隔离器(2)的输入端相连，光隔离器(2)的输出端与2×2光耦合器(3)的1端口相连，2×2光耦合器(3)的4端口与折射率匹配液(4)相连、3端口与传感头(8)的布拉格光纤光栅FBG21的一端相连、2端口与布拉格光纤光栅FBG22的一端相连，布拉格光纤光栅FBG22的另一端与布拉格光纤光栅FBG12的一端相连，布拉格光纤光栅FBG12的另一端与光纤F‑P扫描干涉仪(5)的输入端相连，光纤F‑P扫描干涉仪(5)的输出端与光电转换器(6)的输入端相连，光电转换器(6)的输出端与控制与处理电路(7)的输入端相连；其特征在于，所述的传感头(8)的结构为：中间窄、上下宽的细腰基座(81)水平放置，细腰基座的顶部中间有竖直固定的支架(82)，测量平台(83)的中间通过一个能自由转动的轴(84)与支架(82)的顶端相连，细腰基座(81)的上半部分的两侧固定有轴为竖直的限位孔M1和限位孔M2，传动杆D1位于限位孔M1中且下端与圆柱体C1粘接，传动杆D2位于限位孔M2中且下端与圆柱体C2粘接，限位孔M1的下端和圆柱体C1粘接着同一根弹簧K1的两端，限位孔M2的下端和圆柱体C2粘接着同一根弹簧K2的两端，传动杆D1和传动杆D2的顶部与测量平台(83)的下表面不受力接触且处于同一水平面，测量平台(83)处于平衡时弹簧K1和弹簧K2处于拉伸状态，细腰基座(81)的下半部分的两侧固定有L型的支撑杆B1和L型的支撑杆B2，支撑杆B1的顶端固定有光纤夹具S1，支撑杆B2的顶端固定有光纤夹具S3，细腰基座(81)的腰部正中间固定有光纤夹具S2，所述的光纤夹具S1、光纤夹具S2、光纤夹具S3处于同一水平线上，光纤夹具S1和光纤夹具S2之间固定有布拉格光纤光栅FBG21，光纤夹具S2和光纤夹具S3之间固定有布拉格光纤光栅FBG11，布拉格光纤光栅FBG21的一端与2×2光耦合器(3)的3端口相连、另一端与布拉格光纤光栅FBG11的一端相连，测量平台平衡时，布拉格光纤光栅FBG21、布拉格光纤光栅FBG11分别与圆柱体C1、圆柱体C2相切且不受力接触；所述的布拉格光纤光栅FBG11、FBG12的反射峰位置和反射率均相同，所述的布拉格光纤光栅FBG21、FBG22的反射峰位置和反射率均相同，但与布拉格光纤光栅FBG11、FBG12不同；所述的控制与处理电路(7)的结构为：信号放大模块(71)的输出端与A/D转换模块(72)的输入端连接，A/D转换模块(72)的输出端与单片机(73)的第一IO口相连，显示模块(74)的输入端与单片机(73)的第二IO口相连，通信模块(75)与单片机(73)的串行或并行通信端口相连；信号放大模块(71)的输入端作为控制与处理电路(7)的输入端。