[发明专利]一种钟摆式光纤加速度传感器及其使用方法

权利要求书

1.一种钟摆式光纤加速度传感器，其特征在于：包括传感器探头、光电转换器(1)和信号处理器(2)，传感器探头包括空心的壳体(3)、光源(12)、Y型耦合器(13)和光纤(14)，光源(12)设置于光纤(14)的一端用于产生光纤信号，光源(12)发出的光信号耦合进入到光纤(14)内，经Y型耦合器(13)后分为入射光纤(141)和参考光纤(142)，所述壳体(3)内沿横向设置有转筒(4)，转筒(4)通过轴承(5)转动固定于壳体(3)内，转筒(4)的下侧吊设固定有摆锤(6)，转筒(4)两端对应的壳体(3)上分别开设有入射光纤孔(7)和接收光纤孔(8)，入射光纤孔(7)和接收光纤孔(8)均与转筒(4)同轴，入射光纤孔(7)和接收光纤孔(8)内分别设置有由壳体(3)外部伸至壳体(3)内的入射光纤(141)和接收光纤(10)，壳体(3)内的接收光纤(10)的接收端面分为光纤接收部(101)和非光纤接收部(102)，所述转筒(4)内还固定有遮光片(11)，所述接收光纤(10)和参考光纤(142)的另一端分别连接有光电转换器(1)，且光电转换器(1)均与信号处理系统(2)相连。

2.根据权利要求1所述一种钟摆式光纤加速度传感器，其特征在于：接收光纤(10)的直径与接收光纤孔(8)和转筒(4)的内径均相同，所述遮光片(11)与接收光纤(10)的接收端面相平行，遮光片(11)为半圆形结构，且遮光片(11)的直径与转筒(4)的内径相同，光纤接收部(101)和非光纤接收部(102)均为半圆形结构，且二者成轴对称分布设置，即接收光纤(10)的接收端面一半能够接收光纤信号，另一半无法接收光纤信号，初始状态下，即摆锤(6)沿竖直方向静止，不摆动时，遮光片(11)与非光纤接收部(102)沿转筒(4)的轴向相重合。

3.根据权利要求1所述一种钟摆式光纤加速度传感器，其特征在于：转筒(4)的两端均套设有轴承(5)，轴承(5)固定于壳体(3)内。

4.根据权利要求1所述一种钟摆式光纤加速度传感器，其特征在于：所述摆锤(6)包括锤头和连接杆，连接杆的一端焊接固定于转筒(4)外壁的下侧，另一端焊接固定于锤头上。

5.权利要求1至4中任一权利要求所述加速度传感器的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

将传感器探头固定于待检物体上，且使转筒(4)的轴向与待检加速度方向相垂直；

光源(12)发出光信号耦合进入到光纤(14)内，再通过Y型耦合器(13)分为两路，一路为入射光纤(141)，作为检测光纤，经转筒(4)的中空区照射到接收光纤(10)上，并由接收光纤(10)上的光纤接收部(101)接收，再经光电转换器(1)进行光电转换后将信号输入信号处理器(2)进行信号处理；另一路为参考光纤(142)直接传输到光电转换器(1)进行光电转换后也输入到信号处理器(2)进行信号处理，若待检物体以加速度a运动，a不等于零，则摆锤(6)摆动并达到平衡，同时带动转筒(4)转动一定角度，遮光片(11)同步转动，并使接收光纤(10)的光纤接收量发生变化，根据光纤接收量的变化值即可推算出遮光片(11)的转动角度，再根据摆锤(6)的受力平衡即可推算得出加速度a的值。