地，所述光纤光栅为光纤布拉格光栅。
[0026] 进一步地，所述T型梁的材质为金属，具体可以为不锈钢或者铜合金。采用T型梁 作为弹性体实现振动测量，有效地提高了传感器的谐振频率与灵敏度。
[0027] 进一步地，所述第一光纤光栅另一端的光纤通过粘胶固定在光纤引出槽中，第二 光纤光栅的另一端通过粘胶固定在第二光纤固定套中。所述第三光纤光栅和第四光纤光栅 通过粘胶对称固定在竖梁的2个相对侧面上。粘胶起到固定和保护光纤的作用。
[0028] 本发明的4个FBG(光纤布拉格光栅）的中心波长需各不相同，图1为本发明的原 理图，在工作时，将本发明光纤光栅二维振动传感器固定在被测体表面，从第一光纤固定套 中引出的第一光纤光栅一端的尾纤与光纤光栅解调仪相连，对本发明的4个FBG中心波长 实时解调；由第二光纤固定套引出的第二光纤光栅的另一端的尾纤可与另一个具有温度补 偿的光纤光栅二维振动传感器相连，实现对被测体的多点分布式振动检测，同样也可以与 其它光纤光栅类的传感器相连，通过一根光纤实现对被测体多物理参量的分布检测，与传 统的电类传感器振动测试系统相比，使测试系统更为简洁。
[0029] 本发明的较佳实施例中，T型梁由横梁、固定圆环、质量块和竖梁（悬臂梁）组成， 通过上端盖与下端盖上的螺纹，借助螺栓将T型梁固定在上端盖与下端盖之间。下端盖内 还设有光纤光栅，其中第一光纤光栅一端的光纤通过第一光纤固定套与预紧螺栓相连，通 过调节预紧螺栓可以对第一光纤光栅实现预紧，实现该方向的频带和灵敏度的调节，第一 光纤光栅另一端的光纤固定于横梁的中心位置处的光纤引出槽中，光纤引出槽位于第一光 纤固定套的正下方。第二光纤光栅悬置于传感器内部，处于上端盖与横梁之间。另一对光 纤光栅：第三光纤光栅和第四光纤光栅分别对称布置于竖梁两侧表面。第一光纤光栅与第 三光纤光栅，第三光纤光栅与第四光纤光栅，第四光纤光栅与第二光纤光栅依次串联，其中 第一光纤光栅和第二光纤光栅的尾部光纤引至传感器外，通过光纤与外部器件相连。如图 2-图5所示，该传感器包括下端盖1，T型梁3的横梁303和竖梁306构成T型梁3的弹性 体，竖梁306的一端与横梁303相连，另一端与质量块302相连；横梁303的与上端盖相固 定的固定处设计为固定圆环301，下端盖1与上端盖2通过螺纹连接件与T型梁3固定；第 一光纤光栅8的另一端通过粘胶7与横梁303的中心点的光纤引出槽305相连，第一光纤光 栅8的一端通过粘胶7固定于第一光纤固定套5,第一光纤固定套5镶嵌于预紧螺栓4中， 第二光纤光栅9松散悬空与上端盖2内，并与第四光纤光栅10相连，另一端通过第二光纤 保护套6引出上端盖外；上端盖2内还设有第三光纤光栅10, 一端通过光纤固定孔304与第 一光纤光栅相连，另一端与第三光纤光栅相连，并与第三光纤光栅通过粘胶对称固定于竖 梁306的两侧表面。固定圆环301，质量块302,横梁303,光纤固定孔304,光纤引出槽305， 竖梁306为一体式结构，为T型梁3。
[0030] 对被测体振动加速度检测时，通过光纤光栅中心波长漂移与加速度的对应关系最 终获得被测体的振动量。本发明振动测量方法的原理为：
[0031] 对于沿竖梁方向（y方向）振动时，结合材料力学与振动学，可知第一光纤光栅的 应变为：
【主权项】
1. 一种具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，其特征在于，包括上端盖，T型梁， 下端盖，T型梁的横梁固定在上端盖、下端盖之间，上端盖的顶端设置第一通孔和第二通孔， 第一通孔和第二通孔中分别设置第一光纤固定套、第二光纤固定套，T型梁的竖梁位于横梁 与下端盖之间，竖梁的上端与横梁固定连接，竖梁的下端设置有质量块，竖梁的2个相对侧 面上对称设置第三光纤光栅和第四光纤光栅；在横梁上、对应于第一通孔正下方的位置设 置光纤引出槽，第一光纤光栅一端的光纤通过第一光纤固定套引出上端盖，第一光纤光栅 另一端的光纤通过所述光纤引出槽引出并与第三光纤光栅的一端连接，第三光纤光栅的另 一端与第四光纤光栅的一端连接，第四光纤光栅的另一端与第二光纤光栅的一端连接，第 二光纤光栅的另一端的光纤通过第二光纤固定套引出上端盖。
2. 根据权利要求1所述的具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，其特征在于，还 包括预紧螺栓，第一光纤固定套通过预紧螺栓固定在第一通孔中。
3.根据权利要求2所述的具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，其特征在于，所 述预紧螺栓的中部开设通孔用于放置第一光纤固定套。
4.根据权利要求1或2或3所述的具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，其特征 在于，所述光纤光栅为光纤布拉格光栅。
5.根据权利要求4所述的具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，其特征在于，所 述T型梁的材质为金属。
6. 根据权利要求5所述的具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，其特征在于，所 述T型梁的材质具体为不锈钢或者铜合金。
7.根据权利要求6所述的具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，其特征在于，所 述第一光纤光栅另一端的光纤通过粘胶固定在光纤引出槽中，第二光纤光栅的另一端通过 粘胶固定在第二光纤固定套中。
8. 根据权利要求7所述的具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，其特征在于，所 述第三光纤光栅和第四光纤光栅通过粘胶对称固定在竖梁的2个相对侧面上。
【专利摘要】本发明公开了一种具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器，包括上端盖，T型梁，下端盖，4个光纤光栅，T型梁包括横梁与竖梁，通过沿竖梁方向设置的第一光纤光栅，连线沿横梁方向的第三光纤光栅和第四光纤光栅，能够实时测量相互垂直的两个方向的振动加速度参量，通过第二光纤光栅对第一光纤光栅进行温度补偿，采用T型梁作为弹性体实现振动测量，有效地提高了传感器的谐振频率与灵敏度。同时通过调整预紧螺钉改变第一光纤光栅的预紧力，可增大沿竖梁方向的振动测量范围。本发明装置通过光纤传输光信号，具有更强的抗电磁干扰能力，并且通过将多个本发明的具有温度补偿的光纤光栅二维振动传感器串联起来，能够实现多参数分布式的振动动态测量。
【IPC分类】G01H9-00
【公开号】CN104807536
【申请号】CN201510003824
【发明人】谭跃刚, 李天梁, 周祖德, 刘明尧, 刘繄, 魏勤
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年1月5日