一种基于迈克尔逊光纤干涉仪垂直振动位移传感器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103134431A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103134431103134431A(43)申请公布日2013.06.05(21)申请号201310018899.5(22)申请日2013.01.18(71)申请人电子科技大学地址610000四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人岳慧敏胡泽雄吴雨祥李剑锋欧中华刘永(74)专利代理机构成都华典专利事务所(普通合伙)51223代理人徐丰杨保刚(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)G01H9/00(2006.01)G01D5/353(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称一种基于迈克尔逊光纤干涉仪垂直振动位移传感器(57)摘要本发明公开了一种基于迈克尔逊光纤干涉仪的垂直振动位移检测系统，包括迈克尔逊光纤干涉仪和振动传感头。本发明系统设计独特，采用简单的结构可以有效的检测高频的垂直振动位移，具有精度高、响应快及动态范围大等优点。CN103134431ACN1034ACN103134431A权利要求书1/1页1.一种基于迈克尔逊光纤干涉仪垂直振动位移传感器，其特征在于：包括激光器、与激光器连接的耦合器、与耦合器连接的迈克尔逊干涉臂光纤，所述迈克尔逊干涉臂光纤包括参考臂和信号臂，所述参考臂末端设置有反光镜，所述信号臂末端设置有对迈克尔逊干涉臂光纤的输出光进行准直的准直镜，还包括弹簧、质量块，所述弹簧将质量块支撑在封装壳上，所述质量块上端面上镀膜形成反光镜，所述信号臂的光进入准直镜在反光镜上产生反射，反射光耦合到信号臂并进入耦合器，与参考臂信号发生干涉，还设有探测器检测输出干涉信号，当平台T在垂直方向产生位移，迈克尔逊光纤干涉仪整体发生位移，由于质量块的惯性，在迈克尔逊干涉仪整体移动时，质量块保持相对静止，使得反光镜与扩束镜发生相对位移，从而将平台的位移经弹簧传递给质量块，使反光镜与扩束镜在垂直方向产生与平台位移等量的相对位移，信号臂以参考臂光程差发生变化，探测器对信号进行检测，得到平台垂直方向的振动位移量。2.根据权利要求1所述的一种基于迈克尔逊光纤干涉仪垂直振动位移传感器，其特征在于：所述的反光镜为镜面反射镜或漫反射。2CN103134431A说明书1/2页一种基于迈克尔逊光纤干涉仪垂直振动位移传感器技术领域[0001]本发明提供了一种基于迈克尔逊光纤干涉仪垂直振动位移传感器。背景技术[0002]由于抗电磁干扰、高精度、高灵敏度等优点，光纤传感器越来越广泛地应用于各种物理量的测量，如温度、应力、磁场、方位、振动等。而基于迈克尔逊光纤干涉仪的传感器主要应用于振动、流量及水平位移的测量，这里提出了一种基于迈克尔逊光纤干涉仪的垂直振动位移检测系统。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种基于迈克尔逊光纤干涉仪垂直振动位移传感器。[0004]为了实现上述目的本发明采用以下技术方案：一种基于迈克尔逊光纤干涉仪垂直振动位移传感器，其特征在于：包括激光器、与激光器连接的耦合器、与耦合器连接的迈克尔逊干涉臂光纤，所述迈克尔逊干涉臂光纤包括参考臂和信号臂，所述参考臂末端设置有反光镜，所述的反光镜可以为镜面反射镜或漫反射，所述信号臂末端设置有对迈克尔逊干涉臂光纤的输出光进行准直的准直镜，还包括弹簧、质量块，所述弹簧将质量块支撑在封装外壳上，所述质量块上端面上镀膜形成反光镜，所述信号臂的光进入准直镜在反光镜上产生反射，反射光耦合到信号臂并进入耦合器，与参考臂信号发生干涉，还设有探测器检测输出干涉信号，当平台T在垂直方向产生位移，迈克尔逊光纤干涉仪整体发生位移，由于质量块的惯性，在迈克尔逊干涉仪整体移动时，质量块保持相对静止，使得反光镜与扩束镜发生相对位移，从而将平台的位移经弹簧传递给质量块m，使反光镜与扩束镜在垂直方向产生与平台位移等量的相对位移，信号臂以参考臂光程差发生变化，探测器对信号进行检测，得到平台垂直方向的振动位移量。[0005]但是系统所能检测的振动的位移量和频率响应范围取决于系统中传感头的设计，传感头的固有频率正如下面的计算可以得到，在针对不同的测量参量是，需要对传感头的参数进行详细设计计算，以满足测量参量的变化范围。[0006]因为本发明采用以上技术方案，所以具备以下有益效果：一、采用振动传感头，将平台的垂直位移有效地转化为了传感头中的质量块与扩束镜的相对位移，从而推动反射镜产生相位差。[0007]二、采用基于迈克尔逊光纤干涉仪系统为主题，具有精度高、响应快及动态范围大等优点。[0008]三、系统结构设计简单，易于操作，容易实现系统性能提高的相关改进。附图说明[0009]图1为本发明原理图；图2为传感头结构图；3C