[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

说明书

本发明提供一种哑铃滑块式光纤加速度传感器及其使用方法，壳体内沿长度方向依次开设有三个腔室，中部腔室的两端分别开设有与两端腔室相连通的通孔，哑铃式滑块中部的横杆主体设置于中部腔室内，横杆主体的中部套设固定有环形挡块，环形挡块两端的横杆主体上分别套设有弹簧，横杆主体的两端分别经通孔伸至两端腔室内，横杆主体一端凸起部的外侧固定有反光片，且该凸起部所在腔室的内壁上，正对反光片处开设有光纤孔，光纤束由壳体的外部伸至光纤孔内，光纤束包括入射光纤和接收光纤。以解决现有加速度传感器在很多场合并不适用，实用性不强，无法满足实际加速度测量要求的问题。本发明属于光纤传感技术领域。

技术领域

本发明涉及一种哑铃滑块式光纤加速度传感器及其使用方法，属于光纤传感技术领域。

背景技术

现代工业生产尤其是自动化生产过程中，常常要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。传感器也早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。本发明是众多类别的传感器之一——加速度传感器。随着传感器技术的发展，目前已经出现多种多样的加速度传感器，通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等，拥有测量精度不高、耗能大等局限，在很多场合不能很好地胜任。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种哑铃滑块式光纤加速度传感器及其使用方法，以解决现有加速度传感器在很多场合并不适用，实用性不强，无法满足实际加速度测量要求的问题。

本发明的方案如下：一种哑铃滑块式光纤加速度传感器，包括传感器探头、光源、Y型耦合器、光纤、光电转换器和信号处理器，光源设置于光纤的一端用于产生光纤信号，光源发出的光信号耦合进入到光纤内，经Y型耦合器后分为检测光纤和参考光纤，传感器探头包括壳体，壳体为直筒形结构，壳体内沿长度方向依次开设有第一腔室、第二腔室和第三腔室，第二腔室的两端分别开设有与第一腔室和第三腔室相连通的通孔，哑铃式滑块沿壳体的长度方向设置于壳体内，哑铃式滑块中部的横杆主体设置于第二腔室内，横杆主体的中部套设固定有环形挡块，环形挡块两端的横杆主体上分别套设有弹簧，且弹簧的两端分别连接或压设于环形挡块的端部和第二腔室的端部内壁上，横杆主体的两端分别经通孔伸至第一腔室和第三腔室内，横杆主体的两端设置有凸起部，且凸起部的尺寸大于通孔的直径，其中一凸起部的外侧上沿垂直于壳体长度的方向固定有反光片，且该凸起部所在腔室的内壁上，正对反光片处沿壳体的长度方向开设有光纤孔，光纤束由壳体的外部伸至光纤孔内，光纤束包括入射光纤和接收光纤，所述检测光纤接入到光纤束，并作为光纤束的入射光纤，传感器探头中光纤束的出射光纤及参考光纤分别单独与一个光电转换器相连，所述光电转换器均与信号处理器相连。

前述加速度传感器探头中，所述环形挡块两端的横杆主体上分别套设有一个弹簧，且环形挡块两端的弹簧均压设于环形挡块和第二腔室的端部之间。

前述加速度传感器探头中，第一腔室和第三腔室内均开设有连通至壳体外部的气孔，气孔上固定有滤网，用于过滤通过气孔的气体。

前述加速度传感器探头中，所述壳体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。

前述加速度传感器探头中，所述哑铃式滑块中，两端的凸起部的外侧均为垂直于横杆主体的平面结构，所述反光片贴合固定于凸起部的外侧面的中部。

前述加速度传感器探头中，所述通孔两端的直径大于中部的直径，即通孔的纵截面为两个相对设置的锥形或类锥形结构，通孔的直径等于或略大于横杆主体的直径，使得横杆主体与通孔之间为线接触，减小摩擦力。