[发明专利]一种基于光纤的剪切力探测装置

说明书

本发明涉及一种基于光纤的剪切力探测装置，包括衬底层，所述衬底层的上方设置有第一贵金属微纳结构阵列，所述第一贵金属微纳结构阵列的上方设置有透明弹性层，所述透明弹性层的上方设置有第二贵金属微纳结构阵列，所述第二贵金属微纳结构阵列的上方设置有纤芯；该基于光纤的剪切力探测装置，能够将对待测物体的剪切力转换为光学信号，通过检测纤芯内的透射系数的变化，从而判断耦合强度的变化，判断待测物体受到的剪切力，实现剪切力的检测，该基于光纤的剪切力探测装置，具有结构简单、抗干扰能力强，灵敏度高、精确度高的优点。

技术领域

本发明属剪切力探测的技术领域，具体涉及一种基于光纤的剪切力探测装置。

背景技术

“剪切”是在一对相距很近、大小相同、指向相反的横向外力(即垂直于作用面的力)作用下，材料的横截面沿该外力作用方向发生的相对错动变形现象。能够使材料产生剪切变形的力称为剪力或剪切力。发生剪切变形的截面称为剪切面。判断是否“剪切”的关键是材料的横截面是否发生相对错动。因此，菜刀切菜不是剪切现象(因蔬菜的横截面没有发生相对错动)，而用剪刀剪指甲则是(指甲的横截面发生相对错动。注：用指甲剪剪指甲不是一种剪切现象，虽然它同样能把指甲剪下来。它属于挤压变形)。

现有技术中，检测剪切力一般使用的是机械结构进行测量，受机械结构本是的特性限制，对剪切力进行检测的时候，很难提高精度，而且测量灵敏度也受到很大的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于光纤的剪切力探测装置，包括衬底层，所述衬底层的上方设置有第一贵金属微纳结构阵列，所述第一贵金属微纳结构阵列的上方设置有透明弹性层，所述透明弹性层的上方设置有第二贵金属微纳结构阵列，所述第二贵金属微纳结构阵列的上方设置有纤芯。

所述第一贵金属微纳结构阵列与第二贵金属微纳结构阵列的高度不同。

所述第一贵金属微纳结构阵列的贵金属微纳结构为球心在衬底层上表面的半球形。

所述第一贵金属微纳结构阵列的贵金属微纳结构为手性结构。

所述第一贵金属微纳结构阵列的贵金属微纳结构为L形手性结构。

所述第一贵金属微纳结构阵列的贵金属微纳结构为U形手性结构。

所述第二贵金属微纳结构阵列的贵金属微纳结构为直角梯形结构。

所述衬底层是由硅或者二氧化硅制成。

所述透明弹性层是由聚甲基丙烯酸甲酯制成。

本发明的有益效果：本发明提供的这种基于光纤的剪切力探测装置，能够将对待测物体的剪切力转换为光学信号，通过检测纤芯内的透射系数的变化，从而判断耦合强度的变化，判断待测物体受到的剪切力，实现剪切力的检测，该基于光纤的剪切力探测装置，具有结构简单、抗干扰能力强，灵敏度高、精确度高的优点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是基于光纤的剪切力探测装置的结构示意图一。

图2是基于光纤的剪切力探测装置的结构示意图二。

图3是基于光纤的剪切力探测装置的结构示意图三。

图4是第一贵金属微纳结构阵列的贵金属微纳结构的结构示意图一。

图5是第一贵金属微纳结构阵列的贵金属微纳结构的结构示意图二。

图6是第二贵金属微纳结构阵列的贵金属微纳结构。

图中：1、衬底层；2、第一贵金属微纳结构阵列；3、透明弹性层；4、第二贵金属微纳结构阵列；5、纤芯。

具体实施方式