[发明专利]一种基于微波干涉的微振动传感器和感测方法

权利要求书

1.一种基于微波干涉的微振动传感器，其特征在于，包括微悬臂梁、敏感质量块、微波谐振腔和读出电路，其中

所述微悬臂梁安装在所述微波谐振腔的上方，所述敏感质量块固定连接在所述微悬臂梁顶部，所述微悬臂梁和敏感质量块感测被测物体的微振动并根据所述微振动发生微位移；

所述微波谐振腔发射第一微波信号，并接收所述微悬臂梁和敏感质量块的微位移所反射的第二微波信号；

所述读出电路提取所述第二微波信号并进行数据处理，根据所述微位移与所述被测物体的微振动加速度的比例关系进行计算并实现对所述被测物体的微振动加速度的测量。

2.根据权利要求1所述的微振动传感器，其特征在于，所述微悬臂梁为薄膜悬臂梁。

3.根据权利要求2所述的微振动传感器，其特征在于，所述微悬臂梁的材料为Si₃N₄。

4.根据权利要求2所述的微振动传感器，其特征在于，所述微悬臂梁包括多层石墨烯。

5.根据权利要求1所述的微振动传感器，其特征在于，所述微波谐振腔采用同轴开放式结构，包括中心导体，所述中心导体与所述微悬臂梁之间存在间隙，所述中心导体用于感测所述间隙变化产生的电场变化。

6.根据权利要求5所述的微振动传感器，其特征在于，所述中心导体使用绝缘介质填充。

7.根据权利要求1所述的微振动传感器，其特征在于，所述第一微波信号为固定频率的微波信号或规律变化的微波信号。

8.根据权利要求1所述的微振动传感器，其特征在于，所述读出电路为零差干涉仪结构。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的微振动传感器的感测方法，其特征在于，包括：

微波谐振腔发射第一微波信号至所述微悬臂梁；

被测物体发生微振动，敏感质量块和微悬臂梁感测所述微振动，并根据所述微振动发生微位移，所述微位移改变所述微波谐振腔的中心导体与所述微悬臂梁之间的间隙的长度；

所述微波谐振腔接收所述微悬臂梁反射的第二微波信号；

读出电路提取所述第二微波信号进行信号处理，并根据所述微位移与所述被测物体的微振动加速度的比例关系测量所述被测物体的微振动加速度。

10.根据权利要求9所述的感测方法，其特征在于，所述微位移改变所述微波谐振腔的中心导体与所述微悬臂梁之间的间隙的长度中进一步包括：

所述微位移改变所述间隙长度以改变所述微波谐振腔的谐振频率和品质因数。