[发明专利]一种基于贵金属纳米颗粒透射光谱的加速度传感器

说明书

本发明提供了一种基于贵金属纳米颗粒透射光谱的加速度传感器，在弹性柱的顶部设置质量块、在弹性柱的侧面设置贵金属纳米颗粒。在测量加速度时，质量块压缩弹性柱，使得贵金属纳米颗粒间的距离减小，从而使得透射光谱中的共振峰移动，根据共振峰的移动确定加速度大小。由于贵金属纳米颗粒的共振峰对贵金属纳米颗粒间的距离非常敏感，所以本发明具有灵敏度高的优点。另外，本发明中，可以选择不同弹性系数的弹性柱，所以测量量程可调，适应不同加速度量值范围的加速度测量，在加速度传感领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及加速度探测领域，具体涉及一种基于贵金属纳米颗粒透射光谱的加速度传感器。

背景技术

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。常见的加速度传感器由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和失调电路等部分组成。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。传统的加速度传感器使用的敏感元件有电感、电容、电阻等，研发出电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式加速度传感器，传统加速度传感器灵敏度低。

近年来，研究者设计了多种基于光栅光纤的加速度传感器。在测量加速度时，质量块压迫光栅光纤，从而改变光栅光纤的周期，改变其共振波长，通过共振波长的变化实现加速度探测。基于光栅光纤的光学加速度传感器具有仪器紧凑的特点。但是，应用质量块压缩光栅光纤的效果并不好，因为光栅光纤具有确定的材料，材料的弹性不好，致使加速度探测的灵敏度低。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于贵金属纳米颗粒透射光谱的加速度传感器，该加速度传感器包括基底、弹性柱、质量块、贵金属纳米颗粒层、光源、光探测器。弹性柱的一端固定于基底上。弹性柱的材料为透明弹性材料。质量块固定于弹性柱的另一端。贵金属纳米颗粒层固定于弹性柱的侧面。贵金属纳米颗粒层由贵金属纳米颗粒构成。光源为连续谱光源，用于照射贵金属纳米颗粒层。光探测器用于获得贵金属纳米颗粒层的透射光谱。测量加速度时，质量块压缩弹性柱，改变贵金属纳米颗粒之间的距离，从而改变贵金属纳米颗粒层的透射光谱，根据透射光谱中共振峰的位置确定加速度。

更进一步地，弹性柱的材料为PMMA。

更进一步地，贵金属纳米颗粒的材料为金。

更进一步地，质量块为块状磁铁。

更进一步地，还包括底部块，底部块为块状磁铁，底部块固定在基底上，弹性柱固定在底部块上，底部块和质量块的异号磁极相对。

更进一步地，贵金属纳米颗粒含有内核，内核为镍材料。

更进一步地，贵金属纳米颗粒间的距离沿着所述弹性柱从基底向质量块方向单调减小。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于贵金属纳米颗粒透射光谱的加速度传感器，在弹性柱的顶部设置质量块、在弹性柱的侧面设置贵金属纳米颗粒。在测量加速度时，质量块压缩弹性柱，使得贵金属纳米颗粒间的距离减小，从而使得透射光谱中的共振峰移动，根据共振峰的移动确定加速度大小。由于贵金属纳米颗粒的共振峰对贵金属纳米颗粒间的距离非常敏感，所以本发明具有灵敏度高的优点。另外，本发明中，可以选择不同弹性系数的弹性柱，所以测量量程可调，适应不同加速度量值范围的加速度测量，在加速度传感领域具有良好的应用前景。

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是基于贵金属纳米颗粒透射光谱的加速度传感器的示意图。

图2是又一种基于贵金属纳米颗粒透射光谱的加速度传感器的示意图。

图中：1、基底；2、弹性柱；3、质量块；4、贵金属纳米颗粒；5、光源；6、光探测器；7、底部块。

具体实施方式