[发明专利]一种基于光纤的微弱振动高灵敏探测装置

说明书

本发明涉及振动探测领域，具体提供了一种基于光纤的微弱振动高灵敏探测装置。本发明提供了一种基于光纤的微弱振动高灵敏探测装置，包括第一连接部、第一光纤、透明弹性材料部、空腔、第二连接部、第二光纤。透明弹性材料部内有空腔，空腔存在轴线，沿轴线垂直方向上空腔的截面之间相互平行，且邻近截面的面积不同。透明弹性材料部沿轴线方向的两侧设有第一光纤和第二光纤。第一光纤和第二光纤端部嵌入透明弹性材料部内。第一连接部和第二连接部均与透明弹性材料部之间固定连接，第一连接部固定在第一光纤所在端，第二连接部固定在第二光纤所在端，第一连接部和第一光纤，第二连接部与第二光纤之间均固定连接。

技术领域

本发明涉及振动探测领域，具体涉及一种基于光纤的微弱振动高灵敏探测装置。

背景技术

常见的振动传感器有机械式、电学式、光学式三种。机械式由于灵敏度较低、寿命短、体积大已经逐渐被市场淘汰。电学式振动传感器是目前市场占有率较高的一类振动传感器，主要包括电容式（CN 112033526 A）和压电式（CN 103080707 A）的振动传感器。电学式振动传感器的准确度、灵敏度、抗电磁干扰的能力已经不能满足生产力发展的需要，光学式振动传感器具有抗电磁感能力强，适合在特殊场合工作的特点，且灵敏度和精确度较电学式振动传感器高。光学式振动传感器分为基于光纤的和不基于光纤的，由于方便在不同场合使用，基于光纤的振动传感器更具有使用价值。专利“麦克风振膜振幅测量方法及其装置”（CN 111289085 B）利用FP腔腔长的改变，改变其干涉光谱，通过分析干涉光谱测到振源的振动情况。这种系统不方便移动且不能满足极微弱振动的高灵敏探测。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于光纤的微弱振动高灵敏探测装置，包括第一连接部、第一光纤、透明弹性材料部、空腔、第二连接部、第二光纤。透明弹性材料部内有空腔，空腔存在轴线，沿轴线垂直方向上空腔的截面之间相互平行，且邻近截面的面积不同。透明弹性材料部沿轴线方向的两侧设有第一光纤和第二光纤，第一光纤为入射光纤或接收透射光的光纤，第二光纤为接收透射光的光纤或入射光纤。第一光纤和第二光纤端部嵌入透明弹性材料部内，第一光纤和第二光纤与透明弹性材料部之间粘合连接。第一连接部和第二连接部均与透明弹性材料部之间固定连接，第一连接部固定在第一光纤所在端，第二连接部固定在第二光纤所在端，第一连接部和第一光纤，第二连接部与第二光纤之间均固定连接。

更进一步地，空腔靠近第一光纤一端的内径大于空腔靠近第二光纤一端的内径。

更进一步地，空腔的内壁上设有贵金属颗粒。

更进一步地，贵金属颗粒的材料为金或银。

更进一步地，贵金属颗粒的粒径小于150nm。

更进一步地，空腔中部内径最小。

更进一步地，第一光纤为入射光纤，第二光纤为接收光纤，第一光纤和第二光纤为单模石英光纤、多模石英光纤、塑料光纤中的一种。

更进一步地，空腔沿轴线垂直方向上截面的形状为圆形或椭圆形或矩形。

更进一步地，透明弹性材料部的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或透明橡胶。

更进一步地，第一连接部和第二连接部的材料为硅、氮化硅、钢材、硬质木材中的一种。