1.本实用新型涉及基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器，属于光纤光栅传感监测技术领域。
背景技术：
2.高层结构、大跨桥梁、远海平台等结构在运营过程中产生异常振动，容易引起结构内部构件损伤，隐藏潜在的危险。光纤光栅传感器具有体积小、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、电绝缘性好等优点广泛应用于结构健康监测领域。为了实现结构的实时监测，掌握结构的健康状况，开发了一种光纤光栅加速度传感器，实现结构中振动的长期监测。
技术实现要素：
3.本实用新型目的是提出基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器。
4.本实用新型采用的技术方式：
5.一种基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器，包括滑块、光滑导轨、轻质弹簧、定位片、固定支撑座、短标距光纤光栅应变传感器、毛细钢管、尾纤、保护外壳；保护外壳内底座两端设有固定支撑座，两个固定支撑座之间设有光滑导轨，在光滑导轨上设有滑块；滑块一端通过轻质弹簧与固定支撑座连接，另一端通过轻质弹簧与短标距光纤光栅应变传感器连接；尾纤一端贯穿固定支撑座与短标距光纤光栅应变传感器连接；尾纤另一端伸到保护外壳外侧。
6.本实用新型的优点如下：
7.1、基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器的滑块内部具有小滚珠珠，可以大大减小由于摩擦力产生的误差，使测量效果更加精准。
8.2、弹簧的初始状态为受拉状态，使光纤光栅受预拉力作用，在外界激振力的作用下，由于惯性作用滑块产生加速度，使弹簧发生变形，但是由于弹簧产生的预拉力，光纤光栅全程受拉，避免受压折断。
9.3、保护外壳固定结构表面即可测出结构加速度，减少对结构产生的破坏，安装简单，使用方便，设备成本低。
附图说明
10.图1是本实用新型基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器的侧视图。
11.图2是本实用新型基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器的立体剖视图。
具体实施方式
12.结合附图1对本装置进行详细说明。
13.一种基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器，包括滑块1、光滑导轨2、轻质弹簧3、定位片4、固定支撑座5、短标距光纤光栅应变传感器6、毛细钢管9、尾纤10、保护外壳11；保护外壳11内底座两端设有固定支撑座5，两个固定支撑座5之间设有光滑导轨2，在光滑导轨2上设有滑块1；滑块1一端通过轻质弹簧3与固定支撑座5连接，另一端通过轻质弹簧3与短标距光纤光栅应变传感器6连接；尾纤10一端贯穿固定支撑座5与短标距光纤光栅应变传感器6连接；尾纤10另一端伸到保护外壳11外侧。
14.滑块1内设有细小滚珠与光滑导轨2滑动配合连接。
15.固定支撑座5通过固定螺栓7固接在保护外壳11底座上，固定支撑座5上的锁紧螺栓8锁紧光滑导轨2。
16.固定支撑座5通过毛细钢管9与轻质弹簧3固接。将一个滑块1放置在光滑导轨上，轻质弹簧3的一侧水平连接在滑块1左两端，另一端连接定位片4，短标距光纤光栅应变传感器6一端连接在定位片4上，另一端固定在固定支撑座5。在外界激振力的作用下，滑块1产生加速度，在光滑导轨2上依靠内部滚珠滑动，由于轻质弹簧3拉力作用，引起短标距光纤光栅应变传感器6波长变化，通过光纤光栅传感器波长解调，得到滑块1的加速度变化。实现对结构加速度的监测。
17.工作原理：
18.滑块放置于光滑导轨中心，滑块两侧水平对称连接两根轻质弹簧，左端轻质弹簧另一端连接定位片，右端轻质弹簧另一端固定在固定支撑座。一根短标距光纤光栅应变传感器连接在定位片上，另一端固定在固定支撑座。短标距光纤光栅应变传感器与定位片中心以及弹簧中心轴处于同一水平线上。滑块在光滑直线导轨上滑动。将两端固定支撑座通过螺栓固定在保护外壳上。将保护外壳固定在被测物体表面。
19.基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器的滑块内部具有细小滚珠，可以大大减小由于摩擦力产生的误差，使测量效果更加精准。
20.弹簧的初始状态为受拉状态，使短标距光纤光栅应变传感器受预拉力作用，当在外界激振力的作用下，滑块产生加速度，在导轨上依靠滚珠滑动，由于弹簧拉力作用，引起光纤光栅传感器波长变化，通过光纤光栅传感器波长解调，得到滑块的加速度变化。由于弹簧产生的预拉力，光纤光栅全程受拉，避免受压折断。
21.保护外壳固定结构表面即可测出结构加速度，减少对结构产生的破坏，安装简单，使用方便，设备成本低。
22.标定实验是在底座保持水平的振动台上进行，固定滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器于结构表面之后即可测出此时结构监测的加速度。
23.在质量块的惯性力作用下，光纤光栅受力发生改变，建立质量块振动加速度与光纤光栅应变的关系，再依此建立加速度与光纤光栅波长变化量之间的关系，故可以通过光纤光栅波长变化来计算加速度。
24.具体安装过程为：
25.基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器的滑块1中放置小滚珠，并将其放置于光滑导轨2中心，滑块1左侧水平连接轻质弹簧3，轻质弹簧另一端连接定位片4，短标距光纤光栅应变传感器6一端连接在定位片4上，另一端穿过并固定于毛细钢管9，毛细钢管9固定在固定支撑座5，尾纤10从保护外壳11预留孔引出。短标距光纤光栅应变传感器6
和定位片4中心以及弹簧中心轴以及毛细钢管处于同一水平线上。轻质弹簧3的初始状态为受拉状态，短标距光纤光栅应变传感器6受预拉力作用。锁紧螺丝8将固定支撑座5和光滑导轨2紧紧固定。将两端固定支撑座5通过固定螺栓7固定在保护外壳11上。将保护外壳11固定在被测物体表面。完成构件装配。
26.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而不是局限于此说明，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
技术特征：
1.一种基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器，其特征在于，包括滑块、光滑导轨、轻质弹簧、定位片、固定支撑座、短标距光纤光栅应变传感器、毛细钢管、尾纤、保护外壳；保护外壳内底座两端设有固定支撑座，两个固定支撑座之间设有光滑导轨，在光滑导轨上设有滑块；滑块一端通过轻质弹簧与固定支撑座连接，另一端通过轻质弹簧与短标距光纤光栅应变传感器连接；尾纤一端贯穿固定支撑座与短标距光纤光栅应变传感器连接；尾纤另一端伸到保护外壳外侧。2.根据权利要求1所述的基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：滑块内设有细小滚珠与光滑导轨滑动配合连接。3.根据权利要求1所述的基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：固定支撑座通过固定螺栓固接在保护外壳底座上，固定支撑座上的锁紧螺栓锁紧光滑导轨。4.根据权利要求1所述的基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器，其特征在于：固定支撑座通过毛细钢管与轻质弹簧固接。
技术总结
本实用新型是一种基于滚珠导轨滑块组合结构的光纤光栅加速度传感器，包括滑块、光滑导轨、轻质弹簧、定位片、固定支撑座、短标距光纤光栅应变传感器、毛细钢管、尾纤、保护外壳；保护外壳内底座两端设有固定支撑座，两个固定支撑座之间设有光滑导轨，在光滑导轨上设有滑块；滑块一端通过轻质弹簧与固定支撑座连接，另一端通过轻质弹簧与短标距光纤光栅应变传感器连接；尾纤一端贯穿固定支撑座与短标距光纤光栅应变传感器连接；尾纤另一端伸到保护外壳外侧。本实用新型可以大大减小由于摩擦力产生的误差，使测量效果更加精准。由于弹簧产生的预拉力，光纤光栅全程受拉，避免受压折断。安装简单，使用方便，设备成本低。设备成本低。设备成本低。
技术研发人员：孙欣欣 孙丽 李闯 彭天易
受保护的技术使用者：沈阳建筑大学
技术研发日：2021.08.19
技术公布日：2022/3/15
再多了解一些
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