[发明专利]基于聚合物光纤微腔和聚合物光纤薄膜的振动传感器

说明书

本发明属于振动传感器技术领域，基于聚合物光纤微腔和聚合物光纤薄膜的振动传感器，解决了现有的光纤振动传感器振动检测过程中存在的振动灵敏度低、频带范围小的问题。该振动传感器包括单模石英光纤与聚合物光纤；聚合物光纤的一端通过抗水聚合物胶体与单模石英光纤的一端连接；聚合物光纤的另一端涂覆有聚合物光纤膜；聚合物光纤上具有微腔；在微腔的相对两个内壁上镀有低反金属膜与高反金属膜。利用一小段聚合物光纤跟石英光纤结合可以让聚合物光纤工作于通信波段，降低了系统信号处理的难度和价格，同时利用了聚合物光纤作为振动传感器的优势特点，具有较低的杨氏模量，对外界振动具有超高的灵敏度。

技术领域

本发明属于振动传感器技术领域，具体涉及一种基于聚合物光纤微腔和聚合物光纤薄膜的振动传感器。

背景技术

振动检测是重要的一个检测参数。传统的检测方法主要是基于电类的压电陶瓷检测方法，其频带响应窄，只可以用来测定某一特定频率的振动。另一种方式是基于MEMS的振动加速度计，其频带响应较宽，但是由于外界的电磁干扰，往往会引入较多的噪音信号。另外上述两种在实际使用方面还需要供电方面的复杂问题。

光纤振动传感器由于其固有的抗电磁干扰、频带宽、体积小、高灵敏度，已经引起了高度的重视。传统的石英类光纤振动传感器，往往受制于石英本身的杨氏模量稍大的限制，其对外界的振动灵敏度受到了较多的限制，虽然可以通过在光纤端面设计敏感膜进行外界振动检测，往往制作过程较为复杂，且其对外界振动的频带范围受到限制。而聚合物光纤具有很小的杨氏模量，对外界的振动具有很高的响应特性。但是大部分聚合物光纤器件只能工作在可见光波段，在通信波段具有较高的损耗。

发明内容

为了解决现有的光纤振动传感器振动检测过程中存在的振动灵敏度低、频带范围小的问题，本发明提供一种新型的基于聚合物光纤微腔和聚合物光纤薄膜的法布里波罗干涉仪振动传感器。

本发明的技术方案是提供一种基于聚合物光纤微腔和聚合物光纤薄膜的振动传感器，其特殊之处在于：包括单模石英光纤与聚合物光纤；

上述聚合物光纤的一端通过抗水聚合物胶体与单模石英光纤的一端连接；所述聚合物光纤的另一端涂覆有聚合物光纤膜；

上述聚合物光纤上具有微腔；定义位于聚合物光纤轴向方向的微腔内壁分别为第一内壁与第二内壁；上述第一内壁靠近单模石英光纤，第二内壁远离单模石英光纤；上述第一内壁上镀有低反金属膜，上述第二内壁上镀有高反金属膜。

进一步地，上述单模石英光纤与聚合物光纤的直径相等。

进一步地，上述聚合物光纤通过抗水聚合物胶体与单模石英光纤同轴对接。

进一步地，上述抗水聚合物胶体为UV胶、环氧树脂或聚酯，胶层厚度为 50-100um。

进一步地，上述低反金属膜的反射率为30％，厚度是100-500nm

进一步地，上述高反金属膜的反射率为90％，厚度是100-500nm。

进一步地，上述聚合物光纤膜为UV胶、环氧树脂或聚酯，聚合物光纤膜的厚度是50-100um。

本发明的有益效果是：

本发明利用一小段聚合物光纤跟石英光纤结合可以让聚合物光纤工作于通信波段，降低了系统信号处理的难度和价格，同时利用了聚合物光纤作为振动传感器的优势特点，具有较低的杨氏模量，对外界振动具有超高的灵敏度。

附图说明

图1为本发明实施例中基于聚合物光纤微腔和聚合物光纤薄膜的振动传感器的结构示意图；

图2为本发明实施例中基于聚合物光纤微腔和聚合物光纤薄膜的振动传感器具体应用示意图；