[發明專利]高靈敏光纖型振動傳感器

有效

• 申請號: 201410246032.X
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104236694B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 秦鵬;楊輝;侯建軍;徐浦
• 申請（專利權）人: 中科華訊科技開發有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯知識產權代理有限公司65107
• 代理人: 祁磊

技術領域

本發明涉及光纖傳感裝置，特別是高靈敏光纖型振動傳感器。

背景技術

光纖傳感技術是現代通信技術的產物，是隨著光纖及通信技術的發展而逐步發展起來的一門嶄新技術。光纖傳感器在許多方面有優勢：比現行技術有更高的探測靈敏度、可以做成各種幾何形狀、可以探測各種物理量(聲音、磁場、溫度、旋轉等)，還可用于高溫、高電壓、電子噪聲、腐蝕或其它應力環境，并具有光纖探測技術的固有特性。當前，世界上光纖傳感領域的發展可分為兩大方向：原理性研究與應用開發。隨著光纖技術的日趨成熟，對光纖傳感器實用化的開發成為整個領域發展的熱點和關鍵。由于光纖傳感技術并未如光纖通信技術那樣迅速地獲得產業化，許多關鍵技術仍然停留在實驗室樣機階段，距商業化有一定的距離，因此光纖傳感技術的原理性研究仍處于相當重要的位置。將光纖傳感技術應用與安防，國外應用研究發展較早，目前已達到工程實用階段的具有代表性的有三家企業：OPTELLIOS、SENSOPTICS、FFT公司。在世界范圍內，由于對工民建和工業設施安全性和效益要求的不斷提高，對集成的安全檢測系統的需求逐步攀升，具備可連續、無間斷、長距離測量并與被測量介質有極強的親和性的分布式光纖傳感系統正是為此而量身定做的。分布式光纖傳感系統通常有三種類型：拉曼型、布里淵型和FBG?型。

目前，我國的光纖傳感器研究大多數集中于大專院校和科研單位，仍然未完成由實驗室向產品化的過渡。其中，比較成熟的技術包括：清華大學光纖傳感中心與總后合作研制開發的光纖油罐液位與溫度測量系統，已經安裝運行數年；北京航空航天大學與總裝合作研制的光纖陀螺系統，目前指標為0.2°/hr?；中國計量學院研制的分布式光纖傳感系統，已有有關產品報道；華中理工大學與廣東某公司聯合研制的強電壓、大電流傳感系統。此外，在廣東、深圳等地，還建立了許多光纖無源器件生產廠家。由于光纖傳感器未能跨越產品化的門檻，并未象光纖通信產業那樣成指數型增長，許多亟需的應用于交通管理、警報裝置的光纖傳感器和大量光纖傳感器測試儀器依然依賴于進口，亟待發展的空間非常廣闊。

綜上所述，現有各種采用光纖感測振動的光纖傳感器雖然其感測振動的靈敏度較佳，但其結構仍然不夠合理，感測振動的靈敏度仍然有待提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高靈敏光纖型振動傳感器，其結構更加合理、完善，進一步提高感測振動的靈敏度。

本發明的目的是這樣實現的：一種高靈敏光纖型振動傳感器，包括機盒、光纖連接器和均位于機盒內的固定體、單模光纖、第一懸吊線、第二懸吊線、第一固接體、第二固接體、擺動錘和第一限位體、第二限位體；在機盒盒壁上設置著穿透其壁體的安裝插孔，單模光纖其兩端頭分別與固裝于插孔上的光纖連接器固接，單模光纖自身一部分卷彎成圓環狀而相應形成光纖環，光纖環自身相應的一部分彎曲成連為一體但相交叉并相接觸或靠近的兩段光纖絲—第一段光纖絲和第二段光纖絲，固定體固裝在機盒內并將第一段光纖絲與第二段光纖絲相對彼此交叉的部位固裝在一起，保持兩段光纖絲呈相交叉狀態而固定住光纖環，在機盒內固裝著兩限位體—第一限位體和第二限位體，兩限位體均設置有限位凹槽，光纖環的部分分別穿過兩限位體各自設置有的限位凹槽且受自身材料形變應力、重力作用和被限位凹槽阻擋而始終被約束在兩限位體各自設置的限位凹槽內，至少光纖環一部分相應受到自身材料形變應力作用而不接觸機盒內表面任何壁面以至在機盒內始終懸空而形成懸空光纖段；在懸空光纖段上固裝著兩固接體—互不相接觸的第一固接體和第二固接體，兩懸吊線—第一懸吊線、第二懸吊線其各自一端分別固接第一固接體和第二固接體，兩懸吊線其各自另一端共同固接擺動錘，光纖環沿鉛垂線方向在水平面上投射出的環形投影圍繞兩懸吊線與擺動錘沿鉛垂線方向在水平面上各自投射出的投影，擺動錘通過兩懸吊線受光纖環自身材料應力和重力共同作用而不接觸機盒內表面任何壁面而相應地被兩懸吊線懸吊起來在機盒內懸空；僅當機盒受到振動時，擺動錘方才相對機盒往復擺動以通過兩懸吊線驅使光纖環具有的懸空光纖段振動，光纖環穿過限位凹槽的部分相應以與限位凹槽接觸的方式在限位凹槽內往復滑動，受振動的光纖環則被兩限位體各自設置有的限位凹槽與固定體約束以至被自身材料應力作用而反復地彈性形變。