專利名稱:偏振光型加速度傳感器的制作方法
本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域：
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在振動(dòng)及加速度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)，壓電晶體式加速度傳感器，因其頻率響應(yīng)高，慣性力感受件為性能穩(wěn)定的石英晶體，而被廣泛地應(yīng)用。這種傳感器上限頻率受系統(tǒng)共振點(diǎn)所限，一般為數(shù)十千赫左右。下限頻率受二次儀表的特性及傳感器本身絕緣所限，一般為幾十赫。壓電式加速度傳感器存在著一些不足，除難獲得很低的下限頻率外，還存在著橫向靈敏度問(wèn)題。一般優(yōu)質(zhì)壓電加速度傳感器在使用頻率下，最大橫向靈敏度小于主軸線靈敏度5％。另外，在強(qiáng)電磁場(chǎng)條件下工作時(shí)，如測(cè)量汽油發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)，高壓點(diǎn)火系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場(chǎng)干擾，對(duì)傳感器的信號(hào)電纜線要很好的屏蔽。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?5102177，該申請(qǐng)案中對(duì)利用各向同性材料的力－光特性而構(gòu)成的壓力傳感器做過(guò)介紹，但沒(méi)有給出這種結(jié)構(gòu)的傳感器。本實(shí)用新型的目的在于提出一種新型的光學(xué)加速度 傳感器。該傳感器在保持壓電式加速度傳感器高頻響應(yīng)特點(diǎn)的同時(shí)，改善其低頻特性，提高它的靈敏度，增強(qiáng)抗電磁場(chǎng)的干擾能力，并降低其橫向靈敏度。
本實(shí)用新型的主要構(gòu)成為石英體與質(zhì)量塊通過(guò)彈簧在蓋板的作用下壓緊在傳感器的內(nèi)腔平面上；光源通過(guò)上部光導(dǎo)纖維〔12〕傳出，經(jīng)偏振片〔1〕〔13〕傳入光導(dǎo)纖維〔5〕，最后設(shè)置一光電檢測(cè)系統(tǒng)。石英體可制造成圓柱形，光導(dǎo)纖維束可為多模傳光束，有效直徑可為1－3mm，纖維絲直徑可為40～100μm左右，光導(dǎo)纖維束上部可彎曲成直角形狀。
該加速度傳感器工作時(shí)，被測(cè)振動(dòng)體上 產(chǎn)生加速度時(shí)，石英體便受到質(zhì)量塊所產(chǎn)生的慣性力的作用，其折射率將產(chǎn)生變化，從而引起偏振 光強(qiáng)度的變化，這一信號(hào)從光導(dǎo)纖維至光電檢測(cè)系統(tǒng)變成電信號(hào)。光源可以是發(fā)光二極管或可見(jiàn)光光源。光電檢測(cè)系統(tǒng)中的光信號(hào)接收器件可采用硅光電池、光電二極管、三極管、光電管、光電倍增管。石英玻璃的圓柱形狀一方面易于由棒料加工而成，另一方面對(duì)入射的偏振光起到了透鏡的匯聚作用，減少了光的散射損失。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有高頻響應(yīng)特點(diǎn)，同時(shí)低頻特性直致靜態(tài)特性較好，有較低的橫向靈敏度，并不受電磁場(chǎng)的干擾等優(yōu)越性。
附圖為一種偏振光型加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1和13為偏振膜片，2為石英體，3為質(zhì)量塊，4為彈簧，5和13為光導(dǎo)纖維，6和10為光導(dǎo)纖維外的金屬保護(hù)導(dǎo)管，7為柔性套管，8為光電檢測(cè)系統(tǒng)，9為光源。
權(quán)利要求
1.一種偏振光型加速度傳感器，其特征在于該傳感器的構(gòu)成為石英體[2]與質(zhì)量塊[3]通過(guò)彈簧[4]在蓋板[11]的作用下壓緊在傳感體[14]的內(nèi)腔平面上，光源[9]發(fā)出的光經(jīng)上部彎曲成直用的光導(dǎo)纖維[12]傳出，經(jīng)偏振片[13]及偏振片[1]傳入光導(dǎo)纖維[5]，最后設(shè)置一光電檢測(cè)系統(tǒng)[8]。
2.按照權(quán)利要求
1所說(shuō)的傳感器，其特征在于該石英體〔2〕為園柱形，光導(dǎo)纖維束〔5〕〔12〕為多模傳光束，有效直徑為1－3mm，纖維絲直徑為40～100μm左右，光導(dǎo)纖維束上部彎曲成直角形狀。
專利摘要
本實(shí)用新型采用應(yīng)力雙折射壓力傳感器的基本工作原理，提出了新的結(jié)構(gòu)形式，利用質(zhì)量塊慣性力施加在一設(shè)置在偏振光場(chǎng)中圓柱體狀石英玻璃上，所產(chǎn)生的應(yīng)力雙折射效應(yīng)使透射過(guò)該石英體的光強(qiáng)度產(chǎn)生變化，再由光電轉(zhuǎn)換器變換為電信號(hào)，構(gòu)成偏振光加速傳感器。該傳感器在保持壓電式加速度傳感器高頻率響應(yīng)的特點(diǎn)同時(shí)，改善其低頻特性，提高其靈敏度，增強(qiáng)傳感器的抗電磁場(chǎng)干擾能力，并能降低其橫向靈敏度。
文檔編號(hào)G01D5/26GK86202572SQ86202572
公開(kāi)日1987年9月2日 申請(qǐng)日期1986年4月24日
發(fā)明者王子延 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan