传感器装置

本技术涉及传感器领域，尤其是涉及一种传感器装置。

背景技术：

1、在隧道的施工阶段和运营阶段，需要在不影响隧道施工和后续正常运营的情况下，对隧道围岩结构应力进行测量，为保证隧道施工和后续运营的安全性提供数据支撑。

2、目前常用的对隧道结构检测的方法是在隧道内安装各种参量的传感器，如分别设置测量加速度和测量温度的两种传感器，从而实现加速度和温度的测量，但是，传统的传感器是一种传感器装置只能测量一种变量，不能使用同一传感器装置同时测量多个参量。因此，就需要一种能够测量多个变量的传感器装置。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种能够测量多个变量的传感器装置。

2、为解决上述问题，本实用新型提供一种传感器装置，包括壳体、设置在所述壳体内的弹性振子组件以及多个光纤传感器；

3、所述弹性振子组件包括质量件以及多个弹性件，所述弹性件的一端均与所述质量件连接，并且多个所述弹性件间隔设置在所述质量件的外周，所述弹性件的另一端均与所述壳体连接，从而使得所述弹性件支撑所述质量件悬空设置在所述壳体内；

4、所述光纤传感器用于测量温度和力，所述光纤传感器包括光纤和光栅，所述光栅连接在所述光纤上，多个所述光纤均连接在所述质量件和所述壳体之间，当所述壳体受到外力而发生应变时，所述光纤受到挤压使得所述光栅的拉应力发生变化，从而使得所述光栅测量所述外力的大小；

5、当所述传感器装置受加速度的作用时，所述质量件运动挤压或者拉伸所述光纤使得所述光栅的拉应力发生变化，从而使得光纤传感器测量所述加速度，此时，所述弹性件伸长或者缩短从而支撑所述质量件。

6、在一个实施例中，多个所述光纤间隔设置在所述质量件的外周，从而使得多个所述光纤传感器从多个方向对所述温度、所述外力以及所述加速度进行测量。

7、在一个实施例中，所述光纤与所述弹性件对应，并且所述弹性件套接在所述光纤的外周。

8、在一个实施例中，所述质量件设置在所述壳体的中心区域。

9、在一个实施例中，所述壳体的形状为矩形，所述弹性件的数量为六，从而使得六个所述弹性件的另一端分别连接在所述壳体的六个侧面。

10、在一个实施例中，其中两个所述弹性件沿着长度方向设置在所述质量件的两侧，另外两个所述弹性件沿着宽度方向设置在所述质量件的两侧，最后两个所述弹性件沿着高度方向设置在所述质量件的两侧。

11、在一个实施例中，沿着长度方向设置在所述质量件的两侧的两个所述弹性件位于同一直线。

12、在一个实施例中，所述壳体的侧面上设有安装部，所述光纤远离所述质量件的一端贯穿所述安装部设置，并且所述光纤远离所述质量件的一端固定在所述安装部内。

13、在一个实施例中，所述弹性件为弹簧。

14、在一个实施例中，光栅设置在所述光纤的中间区域。

15、实施本实用新型实施例，传感器装置通过壳体的设置能够保护光纤传感器，通多个弹性件设置在质量件的外周能够支撑质量件，使得质量件悬空设置在壳体内；

16、使质量件不与壳体接触，那么在传感器装置受加速度的作用时，质量件具有朝向加速度的力的方向运动的趋势，从而使得质量件发生运动而挤压或者拉伸光纤，光纤受到拉力会使得光栅受到的拉应力发生变化，从而使得光纤传感器测量加速度；

17、而设置光纤连接壳体，还能在壳体受到外力而发生应变时，使得所述光栅的拉应力发生变化，从而使得光栅测量外力的大小；

18、因此，这样的传感器装置通过悬空设置的质量件和多个光纤传感器，能够同时测量加速度的大小、外力的大小以及温度，那么，就能测量隧道结构的微震、温度以及应力，能够实现一个传感器结构同时对多个参量的测量。

技术特征：

1.一种传感器装置，其特征在于，包括壳体、设置在所述壳体内的弹性振子组件以及多个光纤传感器；

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，多个所述光纤间隔设置在所述质量件的外周，从而使得多个所述光纤传感器从多个方向对所述温度、所述外力以及所述加速度进行测量。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，所述光纤与所述弹性件对应，并且所述弹性件套接在所述光纤的外周。

4.根据权利要求3所述的传感器装置，其特征在于，所述质量件设置在所述壳体的中心区域。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的传感器装置，其特征在于，所述壳体的形状为矩形，所述弹性件的数量为六，从而使得六个所述弹性件的另一端分别连接在所述壳体的六个侧面。

6.根据权利要求5所述的传感器装置，其特征在于，其中两个所述弹性件沿着长度方向设置在所述质量件的两侧，另外两个所述弹性件沿着宽度方向设置在所述质量件的两侧，最后两个所述弹性件沿着高度方向设置在所述质量件的两侧。

7.根据权利要求6所述的传感器装置，其特征在于，沿着长度方向设置在所述质量件的两侧的两个所述弹性件位于同一直线。

8.根据权利要求7所述的传感器装置，其特征在于，所述壳体的侧面上设有安装部，所述光纤远离所述质量件的一端贯穿所述安装部设置，并且所述光纤远离所述质量件的一端固定在所述安装部内。

9.根据权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

10.根据权利要求9所述的传感器装置，其特征在于，光栅设置在所述光纤的中间区域。

技术总结
本技术公开了一种传感器装置，包括壳体、弹性振子组件以及多个光纤传感器；弹性件的一端均与质量件连接，弹性件的另一端均与壳体连接，使得弹性件支撑质量件悬空设置在壳体内；光纤传感器用于测量温度和力，多个光纤均连接在质量件和壳体之间，当壳体受到外力而发生应变时，光纤受到挤压使得光栅的拉应力发生变化，使得光栅测量外力的大小；当传感器装置受加速度的作用时，质量件运动挤压或者拉伸光纤使得光栅的拉应力发生变化，从而使得光纤传感器测量加速度。通过悬空设置的质量件和多个光纤传感器，能够同时测量加速度的大小、外力的大小以及温度，能测量隧道结构的微震、温度以及应力，能够实现一个传感器结构同时对多个参量的测量。

技术研发人员：欧阳泉峰,郭川睿,曹文佳,饶佳欢,王苇兴,杜彦良,任伟新
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：20230523
技术公布日：2024/1/15