[发明专利]一种基于惯性原理的光学式振动传感器

说明书

本发明涉及振动探测领域，具体提供了一种基于惯性原理的光学式振动传感器，传感器由下到上依次包括衬底层、反射层、弹性部、透明部、光纤。光纤与透明部无间隙连接，光纤的端面朝向反射层方向，弹性部由具有弹性的柱状物组成，柱状物上端与透明部固定连接，柱状物下端与反射层固定连接，反射层固定连接于衬底层。待测振源振动时，由于具有惯性，透明部与衬底层之间的相对位置发生改变，这使得弹性部发生形变，产生挤压或拉伸，改变弹性部的密度，进而改变其折射率，其折射率的改变使得光线的传播路径发生变化，使得激光传播过程中的损耗改变，从而改变反射光谱。因此，本发明振动传感器的灵敏度较高。

技术领域

本发明涉及振动传感领域基于惯性原理的光学式振动传感器，具体涉及一种基于惯性原理的光学式振动传感器。

背景技术

振动传感器是一种测量振源振动幅度、振动频率、振动方向的传感器。常见的振动传感器分为机械式、电学式、光学式振动传感器。机械式振动传感器利用弹性部件的形变带动指针摆动，指示振源振动情况；电学式振动传感器利用压电材料的压电特性或者电容器件储存电荷的特性。由于适用范围广泛，目前，电学式振动传感器的市场占有率最高，但是，随着科技的发展，电学式振动传感器的灵敏度已经不能满足生产需要。光学式振动传感器的灵敏度较高，且电磁干扰能力较强，适合在特殊场合工作。但光学式振动传感器的研究较晚，实际的灵敏度还有很大提升空间。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于惯性原理的光学式振动传感器，传感器由下到上依次包括衬底层、反射层、弹性部、透明部、光纤，光纤与透明部无间隙连接，光纤的端面朝向反射层方向，弹性部由具有弹性的柱状物组成，柱状物的一个底面与透明部固定连接，柱状物的另一个底面与反射层固定连接，反射层固定连接于衬底层。

更进一步地，柱状物的数量大于等于2。

更进一步地，柱状物不等间距排布。

更进一步地，柱状物的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或透明橡胶。

更进一步地，光纤嵌入透明部。

更进一步地，光纤嵌入透明部内的部分去掉包层。

更进一步地，透明部内设置二氧化硅颗粒。

更进一步地，衬底层的上表面面积大于反射层的下表面面积。

更进一步地，反射层与衬底层的几何中心重合。

更进一步地，衬底层的材料为硅或氮化硅或硬质木材或硬质合金。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于惯性原理的光学式振动传感器。待测振源振动时，由于具有惯性，透明部与衬底层之间的相对位置发生改变，这使得弹性部发生形变，产生挤压或拉伸，改变弹性部的密度，进而改变其折射率，其折射率的改变使得光线的传播路径发生变化，使得激光传播过程中的损耗改变，从而改变反射光谱。弹性部的形变灵敏依赖于振源的振动，激光传播过程中的损耗灵敏依赖于弹性部折射率的改变，反射光谱灵敏依赖于激光的传播损耗。因此，本发明振动传感器的灵敏度较高。

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是一种基于惯性原理的光学式振动传感器的示意图。

图2是又一种基于惯性原理的光学式振动传感器的示意图。

图3是再一种基于惯性原理的光学式振动传感器的示意图。

图4是再一种基于惯性原理的光学式振动传感器的示意图。

图5是再一种基于惯性原理的光学式振动传感器的示意图。

图中：1、衬底层；2、反射层；3、弹性部；4、透明部；5、光纤；6、质量块；7、贵金属颗粒。

具体实施方式