[發明專利]一種激光反射式加速度傳感器

在審

• 申請號: 202211733538.4
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115877033A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張光軍;李雪峰;田蘊卿;甄志紅;李松強
• 申請（專利權）人: 國電電力河北新能源開發有限公司;北京風行致遠科技有限公司
• 主分類號: G01P15/093
• 分類號: G01P15/093;G01P15/18
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 張峰

本發明提供了一種激光反射式加速度傳感器，包括測量主機和可固定在被測物上的標靶裝置，所述測量主機固定在三坐標可調執行機構上，所述測量主機包括測量光路，所述測量光路包括參考光束和測量光束，所述測量光束經所述標靶裝置反射后匯入所述測量光路。本發明基于多普勒頻移效應進行差頻干涉測量加速度，通過記錄干涉條紋的移動量還原振動加速度矢量。具有感知加速度及振動頻率快、不受溫度和電磁環境影響的優點，適合惡劣環境中如火焰、侵蝕性流體內，高電壓、強電磁、高溫高熱、旋轉工況等場景下難以開展接觸式測量的部件振動加速度測量。

技術領域

本發明涉及加速度測量技術領域，尤其是涉及一種激光反射式加速度傳感器。

背景技術

加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器，常見的加速度傳感器多為壓電陶瓷等電類結構來實現，雖然技術成熟，相對成本低廉，但是具有靈敏度低，溫度適應范圍有限，并且對電磁干擾難以屏蔽等諸多不足之處。隨著激光傳感器的發展，激光傳感器成為現代傳感測量領域的非常重要的一部分，其相對于傳統的電類傳感器具有非常明顯的優勢：測量精度、靈敏度高，不受電磁干擾，適應溫度范圍大，結構輕便，易于組網等。在眾多領域已經取代傳統的電類傳感器，并且具有更廣泛的應用前景。

但是現有的監測加速度傳感器不能實現X、Y、Z三方向加速度矢量的測量，感知加速度及振動頻率慢，同時受溫度和電磁環境影響，不適合在惡劣環境中如火焰、侵蝕性流體內、在高壓電、強電磁、高溫高熱、旋轉工況等場景下進行部件振動加速度測量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光反射式加速度傳感器，可以實現X、Y、Z三方向加速度矢量的測量，不受溫度和電磁環境影響，適合在惡劣環境中進行加速度測量。

根據本發明的一個目的，本發明提供一種激光反射式加速度傳感器，包括測量主機和可固定在被測物上的標靶裝置，所述測量主機固定在三坐標可調執行機構上，所述測量主機包括測量光路，所述測量光路包括參考光束和測量光束，所述測量光束經所述標靶裝置反射后匯入所述測量光路。

進一步地，所述測量光路包括激光發射器、分光鏡、參考光路反光鏡和光電管，所述激光發射器發射的光束經過所述分光鏡分為所述參考光束和所述測量光束，所述測量光束經所述標靶裝置反射后，在所述分光鏡的作用下，所述測量光束與所述參考光束一起匯入所述光電管換為電信號。

進一步地，所述測量主機包括一個或多個所述測量光路。

進一步地，所述激光發射器、所述分光鏡、所述參考光路反光鏡和所述光電管集成安裝在所述三坐標可調執行機構上。

進一步地，所述測量主機還包括殼體，所述測量光路內置于所述殼體內。

進一步地，所述三坐標可調執行機構可完成對一個監測點X、Y、Z三方向加速度矢量的測量。

進一步地，所述標靶裝置為多面體反光鏡。

進一步地，所述標靶裝置設置在磁基座上，所述磁基座上設置有鎖止裝置，所述標靶裝置與所述鎖止裝置連接。

進一步地，所述激光發射器發射頻率相同、振動方向一致的相同光源。

進一步地，所述分光鏡為半透半反鍍銀分光鏡，所述分光鏡將所述激光發射器發射的激光分為所述參考光束和所述測量光束。

本發明的技術方案基于多普勒頻移效應進行差頻干涉測量加速度，通過記錄干涉條紋的移動量還原振動加速度矢量。具有感知加速度及振動頻率快、不受溫度和電磁環境影響的優點，適合惡劣環境中如火焰、侵蝕性流體內，高電壓、強電磁、高溫高熱、旋轉工況等場景下難以開展接觸式測量的部件振動加速度測量。

附圖說明