[发明专利]一种钟摆式光纤加速度传感器及其使用方法

说明书

本发明提供一种一种钟摆式光纤加速度传感器及其使用方法，包括传感器探头、光电转换器和信号处理器，光源设置于光纤的一端用于产生光纤信号，光源发出的光信号耦合进入到光纤内，经Y型耦合器后分为入射光纤和参考光纤，传感器探头内的接收光纤的接收端面分为光纤接收部和非光纤接收部，所述转筒内还固定有遮光片，所述接收光纤和参考光纤的另一端分别连接有光电转换器，且光电转换器均与信号处理系统相连。以解决现有加速度传感器在很多场合并不适用，实用性不强，无法满足实际加速度测量要求的问题。本发明属于光纤传感技术领域。

技术领域

本发明涉及一种光纤加速度传感器及该传感器的使用方法，属于光纤传感技术领域。

背景技术

现代工业生产尤其是自动化生产过程中，常常要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。传感器也早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。本发明是众多类别的传感器之一——加速度传感器。随着传感器技术的发展，目前已经出现多种多样的加速度传感器，通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。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值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等，拥有测量精度不高、耗能大等局限，在很多场合不能很好地胜任。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种钟摆式光纤加速度传感器及其使用方法，以解决现有加速度传感器在很多场合并不适用，实用性不强，无法满足实际加速度测量要求的问题。

本发明的方案如下：一种钟摆式光纤加速度传感器，包括传感器探头、光电转换器和信号处理器，传感器探头包括空心的壳体、光源、Y型耦合器和光纤，光源设置于光纤的一端用于产生光纤信号，光源发出的光信号耦合进入到光纤内，经Y型耦合器后分为入射光纤和参考光纤，所述壳体内沿横向设置有转筒，转筒通过轴承转动固定于壳体内，转筒的下侧吊设固定有摆锤，转筒两端对应的壳体上分别开设有入射光纤孔和接收光纤孔，入射光纤孔和接收光纤孔均与转筒同轴，入射光纤孔和接收光纤孔内分别设置有由壳体外部伸至壳体内的入射光纤和接收光纤，壳体内的接收光纤的接收端面分为光纤接收部和非光纤接收部，所述转筒内还固定有遮光片，所述接收光纤和参考光纤的另一端分别连接有光电转换器，且光电转换器均与信号处理系统相连。

前述加速度传感器中，接收光纤的直径与接收光纤孔和转筒的内径均相同，所述遮光片与接收光纤的接收端面相平行，遮光片为半圆形结构，且遮光片的直径与转筒的内径相同，光纤接收部和非光纤接收部均为半圆形结构，且二者成轴对称分布设置，即接收光纤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，即摆锤沿竖直方向静止，不摆动时，遮光片与非光纤接收部沿转筒的轴向相重合。

前述加速度传感器中，转筒的两端均套设有轴承，轴承固定于壳体内。

前述加速度传感器中，所述摆锤包括锤头和连接杆，连接杆的一端焊接固定于转筒外壁的下侧，另一端焊接固定于锤头上。

前述加速度传感器中，所述转筒两端对应的壳体均为开口式结构，且壳体上对应转筒两端的开口处均封闭固定有端盖，所述入射光纤孔和接收光纤孔均开设于端盖上。

上述钟摆式光纤加速度传感器的使用方法如下：

将传感器探头固定于待检物体上，且使转筒的轴向与待检加速度方向相垂直；