一种凸棱限位式基于横向力的光纤光栅加速度计.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN110221096A

(43)申请公布日2019.09.10

(21)申请号CN201910641157.5

(22)申请日2019.07.16

(71)申请人蚌埠学院

地址233030安徽省蚌埠市曹山路1866号

(72)发明人李阔赵义虎刘国永李瑜庆王姝敏

(74)专利代理机构昆明合众智信知识产权事务所

代理人周勇

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种凸棱限位式基于横向力的光纤

光栅加速度计

(57)摘要

本发明提供了一种凸棱限位式基于

横向力的光纤光栅加速度计，包括光栅、

惯性元件、外壳底座和外壳上盖，所述惯

性元件的中部有一孔，所述光栅从该惯性

元件中部的孔中穿过，所述外壳底座内部

有四个凸棱，所述惯性元件在沿着该光栅

贯穿的方向的位移受到四个凸棱的限制。

本发明，通过把现有结构中在底座和上盖

内的两个限位槽改为底座内的四个凸棱，

同时把惯性元件圆柱体的长度增加，在减

小了接触面积的同时保证惯性元件能被有

效限位；而且，惯性元件不会被卡住或脱

离限位凸棱。从而，不再需要使用定位

销，降低了定位精度要求和加工的难度；

减小了接触面积，减小了摩擦力，提高了

其能识别的最小加速度。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

2022-04-12授权发明专利权授予

权利要求说明书

1.一种凸棱限位式基于横向力的光纤光栅加速度计,包括光栅(3)、惯性元件(2)、外

壳底座(1)和外壳上盖,其特征在于:所述惯性元件(2)的中部有一孔,所述光栅(3)从所

述惯性元件(2)中部的孔中穿过,所述外壳底座(1)内部有四个凸棱(4),所述惯性元件(2)

在沿着该光栅(3)贯穿的方向的位移受到四个凸棱(4)的限制,所述外壳上盖内部没有

限位槽(5),所述惯性元件(2)的长度和直径、所述四个凸棱(4)之间的位置、和所述外

壳底座(1)与所述外壳上盖之间的距离满足几何关系使得所述惯性元件(2)不会被卡

住或脱离限位的凸棱(4)。

2.根据权利要求1所述的一种凸棱限位式基于横向力的光纤光栅加速度计,其特征在

于:所述外壳底座(1)的两端设置有固定点(6),该光栅(3)的两端分别对应固定在固定

点(6)上。

说明书

p技术领域

本发明涉及基于横向力的光纤光栅传感器,尤其是一种凸棱限位式基于横向力的光

纤光栅加速度计。

背景技术

光纤光栅具有许多其它传感器无法比拟的优点:全光测量,在监测现场无电气设备,不

受电磁及核辐射干扰;以反射光的中心波长表征被测量,不受光源功率波动、光纤微

弯效应及耦合损耗等因素的影响;使用寿命长等等。现阶段,光纤光栅传感器在很多

领域都有了实际的工程应用,并已经初步形成规模。

光纤光栅是利用光纤材料的光敏性,即外界入射光子和纤芯相互作用而引起后者折

射率的永久性变化,用紫外激光直接写入法在单模光纤的纤芯内形成的空间相位光

栅,其实质是在纤芯内形成一个窄带的滤光器或反射镜。光纤光栅属于反射型工作

器件,当光源发出的连续宽带光通过传输光纤射入时,它与光栅发生耦合作用,光栅对

该宽带光有选择地反射回相应的一个窄带光,并沿原传输光纤返回;其余宽带光则直

接透射过去。反射回的窄带光的中心波长值(也叫Bragg波长)为:

λ

B

=2n

eff

Λ

上式中,n

eff

为光纤光栅的有效反射系数,Λ为光纤光栅的相邻两个栅隔之间的几何距离。

光纤光栅加速度计一般由光纤光栅、外壳和惯性元件组成。光纤光栅的两端固定在

外壳上。惯性元件挂在或固定在光纤光栅的中部。当外界存在一个垂直于光纤方向

的加速度时,惯性元件沿