一种基于多光纤的反射型振动传感器制造技术

本发明专利技术涉及振动探测领域，具体提供了一种基于多光纤的反射型振动传感器。在待测振源作用下，贵金属颗粒在空腔内移动，各反射光纤接收到的光强不同，各反射光纤的光强及其差值均与振动密切相关，综合多组信号，提高传感器探测振动的准确度；贵金属颗粒与透光材料块之间形成的空气腔的形状发生变化，空气腔上下表面反射激光形成的干涉条纹变化，反射光谱上对应谱线的出现和消失，提高微小振动的探测灵敏度；激光照射在贵金属颗粒的不同位置上，电子在贵金属颗粒表面的分布改变，贵金属颗粒在光场中产生的局域表面等离激元共振强度和波长发生变化，反射光谱上谷的位置和强度发生变化。综合三方面因素，本发明专利技术振动传感器的准确度和灵敏度较高。度和灵敏度较高。度和灵敏度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多光纤的反射型振动传感器


[0001]本专利技术涉及振动探测领域，具体涉及一种基于多光纤的反射型振动传感器。

技术介绍

[0002]常见的振动传感器有机械式、电学式、光学式三种。机械式振动传感器依赖弹性部件的形变带动指针指示振幅，传感精度较低、装置体积大、使用寿命短。电学式振动传感器依靠压电材料的压电效应，将振动信息转化为电压或电流信息，其灵敏度和精确度主要依赖于压电材料的性能，压电材料的压电效应的强度进一步提升较为困难，且电学式振动传感器抗电磁干扰能力较弱，装置的稳定性较差。由于发展时间较长，电学式振动传感器占据主流。然而，随着科技的进步，社会生产对振动传感器的灵敏度、准确度及特殊环境下的工作能力等提出了更高的要求，目前使用范围最广的电学式振动传感器已经不能满足生产需要。

技术实现思路

[0003]为解决以上问题，本专利技术提供了一种基于多光纤的反射型振动传感器，包括入射光纤、反射光纤、固定部、透光材料块、衬底部、空腔、贵金属颗粒，反射光纤分布在入射光纤侧周，入射光纤和反射光纤的端面与透光材料块的一个侧面固定无缝隙连接，固定无缝连接处周围有固定部，固定部上有与入射光纤和反射光纤的尺寸和位置匹配的贯穿孔，固定部与透光材料块接触一侧的形状与透光材料块的形状相匹配，固定部与入射光纤、反射光纤、透光材料块固定连接，透光材料块内部有空腔，空腔中设有贵金属颗粒，贵金属颗粒可在空腔内移动，衬底部固定连接于透光材料块远离固定部的一端。
[0004]更近一步地，入射光纤为单模光纤，反射光纤为多模光纤。
[0005]更近一步地，入射光纤在透光材料块截面的几何中心处，反射光纤的中心在以入射光纤为圆心的圆周上，反射光纤等间距地分布于该圆周上。
[0006]更近一步地，反射光纤的数量为不小于4的偶数。
[0007]更近一步地，空腔的形状为长方体。
[0008]更近一步地，长方体空腔至少一个表面为正方形。
[0009]更近一步地，正方形的边长大于205μm。
[0010]更近一步地，贵金属颗粒的材料为金或银。
[0011]更近一步地，贵金属颗粒的粒径大于200μm。
[0012]更近一步地，透光材料块内有二氧化硅小球。
[0013]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种基于多光纤的反射型振动传感器。应用时，在振动的作用下，贵金属颗粒在空腔内活动，各个反射光纤接收到的光强不同，在反射光谱上峰的高度不同，各个反射光纤的光强及其差值均与振动密切相关，综合多组信号，可提高传感器探测振动的准确度；贵金属颗粒与透光材料块之间形成的空气腔的形状发生变化，空气腔上下表面反射激光形成的干涉条纹变化，在反射光谱上对应为谱线的出现和消失，
显著提高微小振动的探测灵敏度；激光照射在贵金属颗粒的不同位置上，电子在贵金属颗粒表面的分布改变，贵金属颗粒在光场中产生的局域表面等离激元共振强度和波长发生变化，反射光谱上谷的位置和强度发生变化。综合三方面因素，本专利技术振动传感器的准确度和灵敏度较高。
[0014]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0015]图1是一种基于多光纤的反射型振动传感器的示意图。
[0016]图2是又一种基于多光纤的反射型振动传感器的示意图。
[0017]图3是又一种基于多光纤的反射型振动传感器的示意图。
[0018]图4是反射光纤端部示意图。
[0019]图中：1
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1、入射光纤；1
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2、反射光纤；2、固定部；3、透光材料块；4、衬底部；5、空腔；6、贵金属颗粒。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、原理、技术方案和优点更加清晰明白，以下将结合具体实施例，并参照附图对本专利技术做详细的说明。
[0021]实施例1本专利技术提供一种基于多光纤的反射型振动传感器，如图1所示，包括入射光纤1
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1、反射光纤1
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2、固定部2、透光材料块3、衬底部4、空腔5、贵金属颗粒6。透光材料块3为透光材料，可以为刚性透光材料也可以为弹性透光材料，具体地，透光材料块3的材料为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、透明橡胶中的一种。贵金属颗粒6的材料为贵金属材料，具体地，贵金属颗粒6的材料为金或银。固定部2和衬底部4的材料为不透光的刚性材料，具体地，固定部2和衬底部4的材料可以为硬质木材、钢材、硅、氮化硅中的一种。反射光纤1
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2分布在所述入射光纤1
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1侧周，入射光纤1
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1和反射光纤1
‑
2的端面与透光材料块3的一个侧面固定无缝隙连接，若存在空气间隙，空气间隙会损耗激光能量，入射激光不能很好地进入透光材料块3，进而极大地降低振动传感器的工作效率。入射光纤1
‑
1、反射光纤1
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2、透光材料块3连接处的周围设有固定部2，固定部2上有与入射光纤1
‑
1和反射光纤1
‑
2的尺寸和位置匹配的贯穿孔，固定部2与透光材料块3接触一侧的形状与透光材料块3的形状相匹配，固定部2与入射光纤1
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1、反射光纤1
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2、透光材料块3固定连接，这样固定部2可以起到保护入射光纤1
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1、反射光纤1
‑
2、透光材料块3连接处的作用，也方便将其固定在固定物上。透光材料块3内部有空腔5，空腔5中设有贵金属颗粒6，贵金属颗粒6可在空腔5内移动。衬底部4固定连接于透光材料块3远离所述固定部2的一端。
[0022]制备时，透光材料块3为弹性透光材料时，需在空腔的内壁涂覆一层可固化的胶，具体地，涂覆胶为紫外胶、硅酮胶、聚氨酯胶中的一种，这样在透光材料块3形变时空腔5的形状可以保持不变，贵金属颗粒仍然可以在空腔5内移动；透光材料块3为刚性透光材料时，不需要涂覆上述固化胶。
[0023]应用时，衬底部4固定在待测振源上，透光材料块3为弹性透光材料时，固定部2固定在固定物上，透光材料块3为刚性透光材料时，固定部2不需要固定在固定物上。入射光纤
1
‑
1与激光器相连，反射光纤1
‑
2与光谱仪、光探测器相连，探测得到反射光谱。在振动的作用下，贵金属颗粒6在空腔5内活动。第一方面，贵金属颗粒6不在空腔5的中间位置，这样各个反射光纤1
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2接收到的光强及各反射光纤1
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2间光强的差值不同，均与待测振源的振动密切相关，综合多组信号，可提高传感器探测振动的准确度。第二方面，贵金属颗粒6与透光材料块3之间形成的空气腔的形状发生变化，空气腔上下表面反射激光形成的干涉条纹变化，在反射光谱上对应为一些谱线的出现和消失。干涉条纹的变化对空气腔的形状变化十分敏感，这使得传感器对微小振动的探测灵敏度显著提高，结合各个反射光纤1
‑
2反射光谱上对应谱线的出现和消失，进一步提高探测灵敏度。第三方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多光纤的反射型振动传感器，其特征在于，包括入射光纤、反射光纤、固定部、透光材料块、衬底部、空腔、贵金属颗粒，所述反射光纤分布在所述入射光纤侧周，所述入射光纤和所述反射光纤的端面与所述透光材料块的一个侧面固定无缝隙连接，所述固定无缝连接处周围有所述固定部，所述固定部上有与所述入射光纤和所述反射光纤的尺寸和位置匹配的贯穿孔，所述固定部与所述透光材料块接触一侧的形状与所述透光材料块的形状相匹配，所述固定部与所述入射光纤、反射光纤、透光材料块固定连接，所述透光材料块内部有所述空腔，所述空腔中设有所述贵金属颗粒，所述贵金属颗粒可在所述空腔内移动，所述衬底部固定连接于所述透光材料块远离所述固定部的一端。2.如权利要求1所述的基于多光纤的反射型振动传感器，其特征在于：所述入射光纤为单模光纤，所述反射光纤为多模光纤。3.如权利要求2所述的基于多光纤的反射型振动传感器，其特征在于：所述入射光纤在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹，
申请(专利权)人：陕西帆瑞威光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：