[实用新型]传感器结构和包括所述传感器结构的光栅光纤位移传感器

说明书

技术领域

本新型涉及光纤光栅传感器领域，具体地，涉及一种用以测量位移以及微距位移的传感器结构以及包括此传感器结构的光纤光栅传感器。 

背景技术

在现有技术中，光纤光栅位移传感器多采用拉伸式测量方式。这一般情况下会造成体积较大，并且光纤的结构和安装的方式也比较复杂。另外，因为光纤光栅不能始终处于拉伸状态，否则应力疲劳会造成测量失效，所以光栅光纤很难应用于测量压缩位移行程的环境中。 

例如，公开号为CN101290214A的中国专利申请公开了一种光纤光栅位移传感器,如图1所示,该传感器包括壳体1、光纤光栅2、等强度梁3和测探杆4,测量探杆4的一端穿过设置在壳体1上的通孔11伸入壳体1内,所述的壳体1内设置有楔块5、连接杆6和垫块7,测量探杆4的位于壳体1内的一端通过螺纹与楔块5固定连接,楔块5上沿测量探杆4的轴向设置有具有开口的腔体51,连接杆6的长度大于腔体51的长度,连接杆6的宽度略小于腔体51的宽度,连接杆6的一端通过螺纹固定连接在壳体1上,连接杆6的另一端伸入腔体51内,连接杆6上设置有拉伸弹簧8,拉伸弹簧8的孔径大于腔体51的宽度,等强度梁3的一端通过螺丝固定连接在垫块7上,等强度梁3的另一端连接有支杆9,支杆9的一端顶接在楔块 5的斜面上；光纤光栅2对称粘贴在等强度梁3的上下表面上,可以消除温度变化带来的测量误差;光纤光栅2上连接有尾纤21,尾纤21的一端粘贴在等强度梁3的表面上,尾纤21的另一端伸出壳体1外。 

该现有技术的光纤光栅位移传感器,结构上比较复杂，稳定性较差，且对制作和安装精度要求较高。 

实用新型内容

为了弥补现有光纤光栅位移传感器在压缩位移测量方面的不足，本实用新型提供一种压缩式光纤光栅位移传感器，该传感器不仅能应用于较大位移行程的精确测量，与精密解调仪配合亦可实现微压缩位移行程的测量。 

其中，根据本实用新型的一个方面的传感器结构，包括：套筒，具有轴向延伸的内孔腔；光纤光栅，位于所述套筒内；和移动支座，位于所述套筒内，其具有在外力作用下沿着套筒的轴向移动的行程范围；其中，所述光栅光纤的一端固定在所述套筒的第一端，同时所述光栅光纤的另一端与所述移动支座连接在一起；以及其中，所述光栅光纤在承受所述移动支座相对于所述套筒的第一端的拉伸作用力时，生成相应的信号。 

在传感器结构的一个具体的实施例中，其中所述移动支座经过压缩弹簧与压力杆的一端连接，所述压力杆的另一端设置有球状的耦接结构。可选地或附加地，所述套筒的第二端设置有伸长杆端，且其上设置有连接结构。可选地或附加地，所述光栅光纤穿过所述套筒的内孔腔，在所述套筒第一端和第二端的孔的部分设有起到保护作用的光纤套管。可选地或附加地，所述光栅光纤与另外的光纤解调仪相连接。可选地或附加地，所述套筒的第一端上设置有端盖，用以密封所述套筒。 

其中，在根据本实用新型的另一个方面的光栅光纤位移传感器，包括：根据权利要求1-6中任一所述的传感器结构；和光纤解调仪。 

进一步地，所述光栅光纤位移传感器，还包括：处理器单元，与所述光纤光栅解调仪连接，并从其中接收信号；和显示单元，与所述处理器单元连接，并显示代表位移量的数值。 

本新型基于这样的构思：在传感器套筒中，将一压缩弹簧装入移动支座内，压力杆受到外界位移变化作用到压缩弹簧从而使移动支座承受弹簧压力，将与光纤粘接在一起的光纤套管的一端固定在移动支座上，另一端固定在与套筒联接的端盖上，从而使光纤光栅受到拉力作用产生微应变导致其波长发生变化，通过解调仪解调即可达到测量外界位移变化的目的。通过加装微位移探测头，配合精密解调仪即可实现微压缩位移的测量。为补偿温度变化带来的光纤光栅的变化，在结构上安排了温补光栅的安装位置。 

通过以上设计，本新型满足了光纤光栅位移传感器在压缩行程方面的测量，同时拓展了其在微压缩位移测量方面的应用。 

本实用新型的这些和其它方面将根据下文中描述的实施例而明显和参考下文中描述的实施例叙述。 

附图说明

本实用新型的以上和其它目的和特征将根据结合附图考虑的以下详细描述变得较明显，其中： 

图1所示为根据现有技术的一种光纤光栅位移传感器；

图2所示为根据本实用新型一个实施例的传感器结构的截面示意图；

图3所示为图2所示传感器结构的端盖一侧的视图；

图4所示为根据本实用新型一个实施例的传感器结构的使用状态下外观示意图；

其中，图2、3中所示：