基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及風(fēng)向測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開(kāi)了一種基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，包括支撐臺(tái)、L型傳動(dòng)桿和風(fēng)向標(biāo)，支撐臺(tái)上設(shè)有三個(gè)互成120°的雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁，三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端相對(duì)且位于同一個(gè)圓的圓周上，每個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁上均設(shè)有兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，每個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端均設(shè)有一個(gè)第二磁鐵，L型傳動(dòng)桿設(shè)在支撐臺(tái)上且能夠相對(duì)于支撐臺(tái)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)向標(biāo)設(shè)在L型傳動(dòng)桿上，L型傳動(dòng)桿的末端的運(yùn)動(dòng)軌跡為三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端所在圓周的同心圓，L形傳動(dòng)桿的末端設(shè)有一個(gè)第一磁鐵。本實(shí)用新型解決了電子式風(fēng)向測(cè)量技術(shù)所存在的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)向測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光纖光柵傳感技術(shù)的的風(fēng)向測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]光纖傳感技術(shù)始于1977年，是衡量一個(gè)國(guó)家信息化程度的重要標(biāo)志。經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展和創(chuàng)新目前光纖光柵傳感器已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研宄的熱點(diǎn)之一，并在很多領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用。
[0003]由于傳統(tǒng)的電子式風(fēng)向測(cè)量技術(shù)以電子信息處理為基礎(chǔ)的特點(diǎn)，注定了其將受到有源供電、電磁干擾、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸容量受限等多種因素的制約，尤其是在一些強(qiáng)電、強(qiáng)磁環(huán)境下電子式設(shè)備的安全性和可靠性都受到了極大的挑戰(zhàn)。
[0004]光纖光柵傳感技術(shù)的出現(xiàn)不但突破了有源供電及電磁干擾等因素的限制，而且靈敏度高、尺寸小、重量輕、成本低，適于在高溫、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)電、強(qiáng)磁場(chǎng)等環(huán)境中使用，易構(gòu)成分布式結(jié)構(gòu)，在一根光纖內(nèi)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量，滿足了“智能結(jié)構(gòu)”對(duì)傳感器的要求，可對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行實(shí)時(shí)安全監(jiān)測(cè)。
[0005]因此，基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量方法，將能有效的彌補(bǔ)現(xiàn)有電子式風(fēng)向測(cè)量方法的不足，解決風(fēng)向測(cè)量方面的優(yōu)化與升級(jí)中所面臨的挑戰(zhàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的電子式風(fēng)向測(cè)量技術(shù)容易受到有源供電、電磁干擾、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸容量受限等多種因素的制約，以及在一些強(qiáng)電、強(qiáng)磁環(huán)境下電子式設(shè)備的安全性和可靠性都較差等問(wèn)題。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，包括支撐臺(tái)、L型傳動(dòng)桿和風(fēng)向標(biāo)；所述支撐臺(tái)上設(shè)有三個(gè)互成120°的雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁，三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端相對(duì)且位于同一個(gè)圓的圓周上，每個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁上均設(shè)有兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，每個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端均設(shè)有一個(gè)第二磁鐵；所述L型傳動(dòng)桿設(shè)在所述支撐臺(tái)上且能夠相對(duì)于所述支撐臺(tái)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述風(fēng)向標(biāo)設(shè)在所述L型傳動(dòng)桿上，所述風(fēng)向標(biāo)能夠在風(fēng)的作用下帶動(dòng)所述L型傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述L型傳動(dòng)桿的末端的運(yùn)動(dòng)軌跡為三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端所在的圓周的同心圓，所述L形傳動(dòng)桿的末端設(shè)有一個(gè)第一磁鐵。
[0010]優(yōu)選地，所述雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁為長(zhǎng)板狀，兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器分別設(shè)在所述雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的兩側(cè)。
[0011]優(yōu)選地，所述第一磁鐵與所述第二磁鐵在同一水平面上。
[0012]優(yōu)選地，所述L型傳動(dòng)桿的末端的運(yùn)動(dòng)軌跡在三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端所在的圓周的內(nèi)部。
[0013]優(yōu)選地，所述支撐臺(tái)包括互成120°的三部分，每部分上設(shè)有一個(gè)所述雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁。
[0014]優(yōu)選地，所述支撐臺(tái)上設(shè)有與所述光纖光柵應(yīng)變傳感器對(duì)應(yīng)的雙光柵尾纖出纖
□ ο
[0015](三)有益效果
[0016]本實(shí)用新型的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置通過(guò)三個(gè)互成120°的雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁由磁力構(gòu)成一個(gè)非接觸式的應(yīng)變檢測(cè)裝置，一方面雙光纖光柵可以有效的補(bǔ)償溫度和應(yīng)力的交叉敏感，來(lái)提高裝置的測(cè)量精度，另一方面通過(guò)磁力構(gòu)成的非接觸裝置可以有效的減小各個(gè)部件的損耗，從而延長(zhǎng)裝置的使用壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置的透視結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖中，1:風(fēng)向標(biāo)；2:L型傳動(dòng)桿；3:第一磁鐵；4:支撐臺(tái)；5:雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁；6:光纖光柵應(yīng)變傳感器；7:第二磁鐵；8:雙光柵尾纖出纖口。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不能用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0020]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。此夕卜，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置包括:支撐臺(tái)4、L型傳動(dòng)桿2和風(fēng)向標(biāo)1。
[0022]支撐臺(tái)4上設(shè)有三個(gè)互成120°的雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5，三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5的末端相對(duì)且位于同一個(gè)圓的圓周上，即三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5的末端之間里有一定的空間，支撐臺(tái)4可以包括互成120°的三部分，每部分上設(shè)有一個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁。
[0023]每個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5上均設(shè)有兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5可以為長(zhǎng)板狀，兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器6分別設(shè)在長(zhǎng)板狀的雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5的兩側(cè)，光纖光柵應(yīng)變傳感器6設(shè)在雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5與支撐臺(tái)4連接的一端，每個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5的末端均設(shè)有一個(gè)第二磁鐵7，第二磁鐵7為永磁鐵。光纖光柵應(yīng)變傳感器6具有無(wú)源化、抗電磁干擾、精度高、體積小質(zhì)量輕、擾抗腐蝕的特點(diǎn)，并且集信息傳感與傳輸于一身。雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5含兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器6，波長(zhǎng)變化進(jìn)行做差處理，這樣可以有效地排除光纖光柵應(yīng)變傳感器6的交叉敏感，排除溫度對(duì)波長(zhǎng)值的影響，使結(jié)果更精確。
[0024]L型傳動(dòng)桿2設(shè)在支撐臺(tái)4上且能夠相對(duì)于支撐臺(tái)4自由轉(zhuǎn)動(dòng)，具體的，L型傳動(dòng)桿2的上半部分豎直穿過(guò)支撐臺(tái)4，且能夠相對(duì)支撐臺(tái)4繞L型傳動(dòng)桿2的上半部分的軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，L型傳動(dòng)桿2的下半部分保持水平，L型傳動(dòng)桿2下半部分的端部即為L(zhǎng)型傳動(dòng)桿2的末端，風(fēng)向標(biāo)I設(shè)在L型傳動(dòng)桿2的上端，風(fēng)向標(biāo)I能夠在風(fēng)的作用下帶動(dòng)L型傳動(dòng)桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，L型傳動(dòng)桿2的末端的運(yùn)動(dòng)軌跡為三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5的末端所在的圓周的同心圓，且L型傳動(dòng)桿2的末端的運(yùn)動(dòng)軌跡在三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5的末端所在的圓周的內(nèi)部，L形傳動(dòng)桿2的末端設(shè)有一個(gè)第一磁鐵3，第一磁鐵3與三個(gè)第二磁鐵7在同一水平面上，第一磁鐵3為永磁鐵。
[0025]支撐臺(tái)4上設(shè)有與光纖光柵應(yīng)變傳感器6對(duì)應(yīng)的雙光柵尾纖出纖口 8，即每組光纖光柵應(yīng)變傳感器6均對(duì)應(yīng)一個(gè)雙光柵尾纖出纖口 8，雙光柵尾纖出纖口 8用于將相應(yīng)的光纖
Q山寸出O
[0026]本實(shí)施例的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置中，風(fēng)向標(biāo)I與風(fēng)直接接觸，為風(fēng)向感應(yīng)部件，L型傳動(dòng)桿2為傳導(dǎo)部件，光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5為核心部件，永磁鐵(第一磁鐵3和第二磁鐵7)為無(wú)接觸式的應(yīng)力轉(zhuǎn)化部件。風(fēng)向標(biāo)I與風(fēng)直接接觸，隨著風(fēng)向的變化，通過(guò)風(fēng)向標(biāo)I帶動(dòng)末端裝有永磁鐵(第一磁鐵3)的L型導(dǎo)桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而與光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5末端的永磁鐵(第二磁鐵7)之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磁力大小的變化，這種磁力大小的變化致使光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5的應(yīng)變量發(fā)生變化，通過(guò)光纖光柵應(yīng)變傳感器6對(duì)這種應(yīng)變量變化的檢測(cè)來(lái)判斷風(fēng)向的變化。例如，當(dāng)風(fēng)向標(biāo)I指向?qū)嶋H風(fēng)向時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，同時(shí)與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)的L型傳動(dòng)桿2也指向了實(shí)際的風(fēng)向。此時(shí)L型傳動(dòng)桿2末端永磁鐵(第一磁鐵3)與雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5末端的永磁鐵(第二磁鐵7)之間會(huì)有一個(gè)磁力，在這個(gè)磁力的作用下雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5產(chǎn)生相應(yīng)應(yīng)變，同理通過(guò)三組光纖光柵應(yīng)變傳感器6就可檢測(cè)三個(gè)相應(yīng)應(yīng)變量，綜合三個(gè)應(yīng)變量就可以得知實(shí)時(shí)的風(fēng)向。雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁5和L型傳動(dòng)桿2通過(guò)末端的永磁鐵將風(fēng)向轉(zhuǎn)換為一種無(wú)接觸的應(yīng)力作用，這樣不但可以有效的減小部件之間的摩擦損耗增加裝置使用壽命，而且有利于減小裝置的啟動(dòng)風(fēng)速，使得該裝置在較小的風(fēng)速條件下也可以準(zhǔn)確的檢測(cè)出實(shí)時(shí)風(fēng)向。
[0027]本實(shí)用新型的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置通過(guò)三個(gè)互成120°的雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁由磁力構(gòu)成一個(gè)非接觸式的應(yīng)變檢測(cè)裝置，一方面雙光纖光柵可以有效的補(bǔ)償溫度和應(yīng)力的交叉敏感，來(lái)提高裝置的測(cè)量精度，另一方面通過(guò)磁力構(gòu)成的非接觸裝置可以有效的減小各個(gè)部件的損耗，從而延長(zhǎng)裝置的使用壽命。
[0028]本實(shí)用新型的實(shí)施例是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的或者將本實(shí)用新型限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，其特征在于，包括支撐臺(tái)、L型傳動(dòng)桿和風(fēng)向標(biāo)；所述支撐臺(tái)上設(shè)有三個(gè)互成120°的雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁，三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端相對(duì)且位于同一個(gè)圓的圓周上，每個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁上均設(shè)有兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，每個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端均設(shè)有一個(gè)第二磁鐵；所述L型傳動(dòng)桿設(shè)在所述支撐臺(tái)上且能夠相對(duì)于所述支撐臺(tái)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述風(fēng)向標(biāo)設(shè)在所述L型傳動(dòng)桿上，所述風(fēng)向標(biāo)能夠在風(fēng)的作用下帶動(dòng)所述L型傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述L型傳動(dòng)桿的末端的運(yùn)動(dòng)軌跡為三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端所在的圓周的同心圓，所述L形傳動(dòng)桿的末端設(shè)有一個(gè)第一磁鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，其特征在于，所述雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁為長(zhǎng)板狀，兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器分別設(shè)在所述雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一磁鐵與所述第二磁鐵在同一水平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，其特征在于，所述L型傳動(dòng)桿的末端的運(yùn)動(dòng)軌跡在三個(gè)雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁的末端所在的圓周的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，其特征在于，所述支撐臺(tái)包括互成120°的三部分，每部分上設(shè)有一個(gè)所述雙光纖光柵應(yīng)變傳感懸臂梁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的基于光纖光柵傳感技術(shù)的風(fēng)向測(cè)量裝置，其特征在于，所述支撐臺(tái)上設(shè)有與所述光纖光柵應(yīng)變傳感器對(duì)應(yīng)的雙光纖光柵尾纖出纖口。
【文檔編號(hào)】G01P13/02GK204241501SQ201420765947
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】李路明, 張治國(guó), 劉賜麟, 劉志明, 李星諭 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)江西省電力公司信息通信分公司, 北京郵電大學(xué)