[发明专利]光纤微振动的探测装置及系统

说明书

本发明涉及光纤微振动的探测装置及系统，主要涉及光纤探测器件领域。本申请通过将光纤、纳米梁和探测尖均设置在壳体内部，其中，光纤贯穿壳体，在光纤上沿垂直于光纤方向开设有孔洞，纳米梁一端固定在壳体内部，纳米梁的另一端设置有探测尖，探测尖垂直于纳米梁设置，并延伸至光纤中的孔洞中，当该探测装置需要测量待测震动时，将该装置放置在待测振动旁边，当该纳米梁在振动的作用下发生共振的时候，该纳米梁的另一端的探测尖也发生振动，由于该探测尖设置在该纳米梁的另一端，并延伸至光纤中的孔洞中，则当该探测尖振动时，会改变该光纤中光的传播特性，也就是改变该光纤的透射系数，根据透射系数的改变可以得到待测振动的振动参数。

技术领域

本发明涉及光纤探测器件领域，主要涉及一种光纤微振动的探测装置及系统。

背景技术

振动指一个物体相对于静止参照物或处于平衡状态的物体的往复运动。一般来说振动是经常发生的一中物理现象。机械振动在很多情况下总是有害的，它使机器的零部件加快失效，破环机器的正常工作，降低设备的使用寿命，甚至导致机器部件损坏而产生事故。

现有技术中，一般采用传感器把振动体的运动转化为电信号，但由于传感器的输出信号(电压或电流)太弱，不能够直接作为显示和分析仪器的输入，需要经过信号调理器对其进行放大；由于传感器输出的是模拟信号，而现代信号分析处理仪和储存单元用的都是数字集成电路或计算机，因此要用数据采集装置将模拟信号转换成离散数字信号才能进行处理；而且为了避免采样后的数字信号可能会不正确的反映原有连续信号，在对连续信号采样之前还要对信号进行滤波，去掉信号的高频分量，然后通过电信号计算得到振动的相关参数。

但是，由于上述方法需要将振动信号转化为电信号，并对电信号进行放大过滤，使得剩余的电信号受损，进而使得计算得到的振动存在误差，从而使得计算得到的振动参数不准确。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种光纤微振动的探测装置及系统，以解决现有技术中由于上述方法需要将振动信号转化为电信号，并对电信号进行放大过滤，使得剩余的电信号受损，进而使得计算得到的振动存在误差，从而使得计算得到的振动参数不准确的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种光纤微振动的探测装置，探测装置包括：光纤、纳米梁、探测尖和壳体；光纤、纳米梁和探测尖均设置在壳体内部，其中，光纤贯穿壳体，在光纤上沿垂直于光纤方向开设有孔洞，纳米梁一端固定在壳体内部，纳米梁的另一端设置有探测尖，探测尖垂直于纳米梁设置，并延伸至光纤中的孔洞中。

可选的，该探测尖的横截面积的宽度小于孔洞的直径。

可选的，该探测尖和纳米梁的材料均为硅。

可选的，该探测尖表面镀有贵金属膜。

可选的，该探测尖的形状为圆锥形、圆柱形或者条形。

可选的，该光纤上沿垂直于光纤方向开设有孔洞的数量为两个。

可选的，该两个孔洞之间的距离为1微米-10微米。

可选的，该探测尖的数量为两个，两个探测尖均设置在纳米梁的一端，且分别延伸到一个孔洞中。

第二方面，本申请提供另一种光纤微振动的探测系统，探测系统包括：光源、光谱仪和第一方面任意一项的探测装置，光源和光谱仪分别设置在探测装置的光纤的两端。

本发明的有益效果是：