[发明专利]一种哑铃滑块式光纤加速度传感器及其使用方法

权利要求书

1.一种哑铃滑块式光纤加速度传感器，其特征在于：包括传感器探头、光源(14)、Y型耦合器(15)、光纤(16)、光电转换器(17)和信号处理器(18)，光源(14)设置于光纤(16)的一端用于产生光纤信号，光源(14)发出的光信号耦合进入到光纤(16)内，经Y型耦合器(15)后分为检测光纤(161)和参考光纤(162)，传感器探头包括壳体(1)，壳体(1)为直筒形结构，壳体(1)内沿长度方向依次开设有第一腔室(2)、第二腔室(3)和第三腔室(4)，第二腔室(3)的两端分别开设有与第一腔室(2)和第三腔室(4)相连通的通孔(5)，哑铃式滑块(6)沿壳体(1)的长度方向设置于壳体(1)内，哑铃式滑块(6)中部的横杆主体(61)设置于第二腔室(3)内，横杆主体(61)的中部套设固定有环形挡块(7)，环形挡块(7)两端的横杆主体(61)上分别套设有弹簧(8)，且弹簧(8)的两端分别连接或压设于环形挡块(7)的端部和第二腔室(3)的端部内壁上，横杆主体(61)的两端分别经通孔(5)伸至第一腔室(2)和第三腔室(4)内，横杆主体(61)的两端设置有凸起部(62)，且凸起部(62)的尺寸大于通孔(5)的直径，其中一凸起部(62)的外侧上沿垂直于壳体(1)长度的方向固定有反光片(9)，且该凸起部(62)所在腔室的内壁上，正对反光片(9)处沿壳体(1)的长度方向开设有光纤孔(10)，光纤束(11)由壳体(1)的外部伸至光纤孔(10)内，光纤束(11)包括入射光纤和接收光纤，所述检测光纤(161)接入到光纤束(11)，并作为光纤束(11)的入射光纤，传感器探头中光纤束(11)的出射光纤及参考光纤(162)分别单独与一个光电转换器(17)相连，所述光电转换器(17)均与信号处理器(18)相连。

2.根据权利要求1所述一种哑铃滑块式光纤加速度传感器，其特征在于：所述环形挡块(7)两端的横杆主体(61)上分别套设有一个弹簧(8)，且环形挡块(7)两端的弹簧(8)均压设于环形挡块(7)和第二腔室(3)的端部之间。

3.根据权利要求1所述一种哑铃滑块式光纤加速度传感器，其特征在于：第一腔室(2)和第三腔室(4)内均开设有连通至壳体(1)外部的气孔(12)，气孔(12)上固定有滤网。

4.根据权利要求1所述一种哑铃滑块式光纤加速度传感器，其特征在于：所述壳体(1)由两个横截面为半圆形的壳体结构扣合而成，两个壳体结构之间通过焊接或螺钉连接等方式扣合固定。

5.根据权利要求1所述一种哑铃滑块式光纤加速度传感器，其特征在于：所述哑铃式滑块(6)中，两端的凸起部(62)的外侧均为垂直于横杆主体(61)的平面结构，所述反光片(9)贴合固定于凸起部(62)的外侧面的中部。

6.根据权利要求1所述一种哑铃滑块式光纤加速度传感器，其特征在于：所述通孔(5)两端的直径大于中部的直径，即通孔(5)的纵截面为两个相对设置的锥形或类锥形结构，通孔(5)的直径等于或略大于横杆主体(61)的直径。

7.权利要求1-6所述哑铃滑块式光纤加速度传感器的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

将传感器探头固定于待检物体上，且壳体(1)的长度方向沿待检加速度方向设置；

光源(14)发出光信号耦合进入到光纤(16)内，再通过Y型耦合器(15)分为两路，一路为检测光纤(161)到达光纤束(11)处并作为入射光纤，照射到反光片(9)上，经反射后的反射光经光纤束(11)的接收光纤接收，并由接收光纤传输到光电转换器(17)进行光电转换，再将信号输入信号处理器(18)进行信号处理；另一路作为参考光纤(162)直接传输到光电转换器(17)进行光电转换后也输入到信号处理器(18)进行信号处理，信号处理器(18)再对这两路信号进行比值运算，得出传感器探头内环形挡块(7)两侧的弹簧(8)相对于探头静止状态时的形变量，再推算出加速度a的值即可。