具有溫度補償?shù)墓饫w光柵二維振動傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機械工業(yè)領(lǐng)域的高低頻振動測試技術(shù)，尤其涉及一種具有溫度補償?shù)?光纖光柵二維振動傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在機械工業(yè)領(lǐng)域，振動是造成故障發(fā)生的主要表征之一，為此對振動的實時檢測 以保證機械設(shè)備與其它工業(yè)設(shè)備健康穩(wěn)定運行尤為重要。目前，常用的振動檢測主要采用 電類振動傳感器，但對于被測體的工作于惡劣，易受電磁干擾，不能準確測量，且對于一些 易燃易爆的惡劣工況也存在極大的安全隱患。
[0003] 而光纖光柵（FBG)具有體積小、抗電磁干擾、動態(tài)分布式測量和遠距離信號傳輸 等優(yōu)點，可應(yīng)用于環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境振動測量。目前，許多基于光纖光柵設(shè)計的振動傳感 器主流為單向振動的測量，大多存在靈敏度較低和可測頻帶范圍不大等缺點，不適用于一 些機械工業(yè)領(lǐng)域的低幅值高頻振動信號的檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有振動測試技術(shù)測量靈敏度低、可測頻帶范圍不大的問題，提供一 種具有溫度補償?shù)墓饫w光柵二維振動傳感器，提高振動測量靈敏度，擴大測量頻帶范圍。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種具有溫度補償?shù)墓饫w光柵二維 振動傳感器，包括上端蓋，T型梁，下端蓋，T型梁的橫梁固定在上端蓋、下端蓋之間，上端蓋 的頂端設(shè)置第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔中分別設(shè)置第一光纖固定套、第二 光纖固定套，T型梁的豎梁位于橫梁與下端蓋之間（豎梁與橫梁相互垂直），豎梁的上端與 橫梁固定連接，豎梁的下端設(shè)置有質(zhì)量塊，豎梁的2個相對側(cè)面上對稱設(shè)置第三光纖光柵 和第四光纖光柵；在橫梁上、對應(yīng)于第一通孔正下方的位置設(shè)置光纖引出槽，第一光纖光 柵一端的光纖通過第一光纖固定套引出上端蓋，第一光纖光柵另一端的光纖通過所述光纖 引出槽引出并與第三光纖光柵的一端連接，第三光纖光柵的另一端與第四光纖光柵的一端 連接，第四光纖光柵的另一端與第二光纖光柵的一端連接，第二光纖光柵的另一端的光纖 通過第二光纖固定套引出上端蓋。
[0006] 按上述技術(shù)方案，還包括預(yù)緊螺栓，第一光纖固定套通過預(yù)緊螺栓固定在第一通 孔中。
[0007] 按上述技術(shù)方案，所述預(yù)緊螺栓的中部開設(shè)通孔用于放置第一光纖固定套。
[0008] 按上述技術(shù)方案，所述光纖光柵為光纖布拉格光柵。
[0009] 按上述技術(shù)方案，所述T型梁的材質(zhì)為金屬。
[0010] 按上述技術(shù)方案，所述T型梁的材質(zhì)具體為不銹鋼或者銅合金。
[0011] 按上述技術(shù)方案，所述第一光纖光柵另一端的光纖通過粘膠固定在光纖引出槽 中，第二光纖光柵的另一端通過粘膠固定在第二光纖固定套中。
[0012] 按上述技術(shù)方案，所述第三光纖光柵和第四光纖光柵通過粘膠對稱固定在豎梁的 2個相對側(cè)面上。
[0013] 本發(fā)明的工作原理為：首先將該具有溫度補償?shù)墓饫w光柵二維振動傳感器安裝在 被測體上，當(dāng)被測體發(fā)生振動時，T型梁中的橫梁在沿豎梁方向振動的質(zhì)量塊的慣性力的作 用下，橫梁中間與第一光纖光柵相連的位置，發(fā)生相應(yīng)的形變，該形變與沿豎梁方向加速度 成正比，為此第一光纖光柵的中心波長發(fā)生對應(yīng)的漂移，而懸置的第二光纖光柵只受被測 體的環(huán)境溫度的影響，為此結(jié)合第二光纖光柵，可消除第一光纖光柵受溫度的影響，進而測 得被測體在豎梁方向上的振動加速度；對于豎梁在質(zhì)量塊沿橫梁方向的慣性力作用下，固 定在豎梁兩側(cè)表面的第三光纖光柵和第四光纖光柵的中心波長發(fā)生偏移，并與沿橫梁方向 的振動加速度成正比，通過第三光纖光柵和第四光纖光柵的波長進行差分處理消除溫度和 豎梁方向振動的影響，即可獲得被測體沿橫梁方向的振動加速度。
[0014] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明通過沿豎梁方向設(shè)置的第一光纖光柵，連線沿 橫梁方向的第三光纖光柵和第四光纖光柵，能夠?qū)崟r測量相互垂直的兩個方向的振動加速 度參量，本發(fā)明通過懸置拉壓的第一光纖光柵以及采用T型梁作為彈性體實現(xiàn)振動測量， 有效地提高了傳感器的諧振頻率與靈敏度。同時通過調(diào)整預(yù)緊螺釘改變第一光纖光柵的預(yù) 緊力，可增大沿豎梁方向的振動測量范圍。本發(fā)明裝置通過光纖傳輸光信號，具有更強的抗 電磁干擾能力，并且通過將多個本發(fā)明的具有溫度補償?shù)墓饫w光柵二維振動傳感器串聯(lián)起 來，能夠?qū)崿F(xiàn)多參數(shù)分布式的振動動態(tài)測量。
【附圖說明】
[0015] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0016] 圖1是本發(fā)明的原理圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明實施例具有溫度補償?shù)墓饫w光柵二維振動傳感器的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0018] 圖3是圖2中的T型梁的剖面放大圖；
[0019] 圖4是圖2中的T型梁的俯視圖；
[0020] 圖5是圖2中的預(yù)緊力施加裝置的放大結(jié)構(gòu)圖； 圖6是T型梁的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0022] 本發(fā)明實施例中，提供一種具有溫度補償?shù)墓饫w光柵二維振動傳感器，包括上端 蓋，T型梁，下端蓋，T型梁的橫梁固定在上端蓋、下端蓋之間，上端蓋的頂端設(shè)置第一通孔 和第二通孔，第一通孔和第二通孔中分別設(shè)置第一光纖固定套、第二光纖固定套，T型梁的 豎梁位于橫梁與下端蓋之間，豎梁的上端與橫梁固定連接，豎梁的下端設(shè)置有質(zhì)量塊，豎梁 的2個相對側(cè)面上對稱設(shè)置第三光纖光柵和第四光纖光柵；在橫梁上、對應(yīng)于第一通孔正 下方的位置設(shè)置光纖引出槽，第一光纖光柵一端的光纖通過第一光纖固定套引出上端蓋， 第一光纖光柵另一端的光纖通過所述光纖引出槽引出并與第三光纖光柵的一端連接，第 三光纖光柵的另一端與第四光纖光柵的一端連接，第四光纖光柵的另一端與第二光纖光柵 的一端連接，第二光纖光柵的另一端的光纖通過第二光纖固定套引出上端蓋。
[0023] 進一步地，還包括預(yù)緊螺栓，第一光纖固定套通過預(yù)緊螺栓固定在第一通孔中。通 過調(diào)整預(yù)緊螺栓可以改變第一光纖光柵的預(yù)緊力，進而調(diào)整沿豎梁方向的振動測量范圍， 以及動態(tài)特性。
[0024] 進一步地，預(yù)緊螺栓的中部開設(shè)通孔用于放置第一光纖固定套。使第一光纖固定 套位于預(yù)緊螺栓的中心部位，使第一光纖光柵的周向受力均勻。
[0025] 進一步