全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器及系统技术方案

本申请涉及全固态法布里‑珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器及系统，具体而言，涉及振动检测领域。本申请提供的全固态法布里‑珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，振动传感器包括：腔体结构和振动膜，腔体结构为空腔结构，腔体结构的材料为半反半透材料，且腔体结构的空腔内部相对的两个面上均设置有反射膜，振动膜垂直于两个反射膜的连线设置在腔体结构内部，振动膜的中央位置设置有透光孔；当需要对振动进行检测的时候，将本申请的振动传感器设置在待测平面上，待测平台振动使得振动传感器发生共振，进而改变振动传感器出射端的光的光传输量，通过计算得到腔体结构内部的光传输量的变化，并根据通过光传输量的变化与振动信息的对应关系，得到振动信息。

【技术实现步骤摘要】
全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器及系统
本申请涉及振动检测领域，具体而言，涉及一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器及系统。
技术介绍
振动是宇宙普遍存在的一种现象，总体分为宏观振动(如地震、海啸)和微观振动(基本粒子的热运动、布朗运动)。一些振动拥有比较固定的波长和频率，一些振动则没有固定的波长和频率。两个振动频率相同的物体，其中一个物体振动时能够让另外一个物体产生相同频率的振动，这种现象叫做共振，共振现象能够给人类带来许多好处和危害。现有技术对振动的检测是通过对周期T、频率f、圆频率ω和转速n进行描述的，通过使用振动检测装置对周期T、频率f、圆频率ω和转速n任意一项参数进行测量，并使用测量结果对振动进行描述。但是，现有技术中的振动检测装置的精度较低，难以满足较大精度要求的振动测量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器及系统，以解决现有技术中振动检测装置的精度较低，难以满足较大精度要求的振动测量的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请提供一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，振动传感器包括：腔体结构和振动膜，腔体结构为空腔结构，腔体结构的材料为半反半透材料，且腔体结构的空腔内部相对的两个面上均设置有反射膜，振动膜垂直于两个反射膜的连线设置在腔体结构内部，振动膜的中央位置设置有透光孔。可选地，该腔体结构的材料为玻璃。<br>可选地，该空腔内部相对的两个面上设置的反射膜为增反膜，且增反膜的材料为高反射材料。可选地，该振动膜的材料为弹性材料。可选地，该腔体结构设置反射膜的两个面为弧形面。可选地，该振动传感器还包括第二振动膜，第二振动膜中央位置设置有第二透光孔，且设置在腔体结构内部，并平行于振动膜。可选地，该第二振动膜的材料为弹性材料。第二方面，本申请提供一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感系统，系统包括：光源、光谱仪和第一方面任意一项的全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，光源和光谱仪分别设置在振动传感器的腔体结构的两个反射膜的面的两侧，光源用于产生光信号，并将光信号传递到振动传感器的腔体结构内部，光信号通过腔体结构传递到光谱仪上，光谱仪用于获取出射的光信号的光谱，并通过出射光信号的光谱得到腔体结构内部的光传输量的变化，通过光传输量的变化与振动信息的对应关系，得到振动信息。本专利技术的有益效果是：本申请提供的全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，振动传感器包括：腔体结构和振动膜，腔体结构为空腔结构，腔体结构的材料为半反半透材料，且腔体结构的空腔内部相对的两个面上均设置有反射膜，振动膜垂直于两个反射膜的连线设置在腔体结构内部，振动膜的中央位置设置有透光孔；由于该腔体结构为空腔结构，且腔体结构的材料为半反半透材料，且腔体结构的空腔内部相对的两个面上均设置有反射膜，则该腔体结构为法布里-珀罗腔，在未发生振动时，该振动传感器接收的光在法布里-珀罗腔内部进行传播，并通过该振动膜的透光孔，使得光信号在该法布里-珀罗腔形成高斯光线，即光信号全部穿过该透光孔，从该振动传感器的光的出射端对光传输量进行检测，当需要对振动进行检测的时候，将本申请的振动传感器设置在待测平面上，待测平台振动使得该振动传感器发生共振，进而使得该振动膜的位置发生改变，进而改变该振动传感器出射端的光的光传输量，通过计算得到腔体结构内部的光传输量的变化，并根据通过光传输量的变化与振动信息的对应关系，得到振动信息；由于本申请的腔体结构相当于法布里-珀罗腔，该法布里-珀罗腔发生振动时，对该振动传感器的输出光的影响较大，进而使得本申请对振动信息的检测更加准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术一实施例提供的一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器的结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的另一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器的结构示意图；图3为本专利技术一实施例提供的另一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器的一种光束传播图；图4为本专利技术一实施例提供的另一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器的另一种光束传播图；图5为本专利技术一实施例提供的另一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器的另一种光束传播图；图6为本专利技术一实施例提供的另一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器的振动信号影响谐振峰偏移图。图标：10-腔体结构；20-空腔结构；21-透光孔。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。为了使本专利技术的实施过程更加清楚，下面将会结合附图进行详细说明。图1为本专利技术一实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，其特征在于，所述振动传感器包括：腔体结构和振动膜，所述腔体结构为空腔结构，所述腔体结构的材料为半反半透材料，且所述腔体结构的空腔内部相对的两个面上均设置有反射膜，所述振动膜垂直于两个所述反射膜的连线设置在所述腔体结构内部，所述振动膜的中央位置设置有透光孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，其特征在于，所述振动传感器包括：腔体结构和振动膜，所述腔体结构为空腔结构，所述腔体结构的材料为半反半透材料，且所述腔体结构的空腔内部相对的两个面上均设置有反射膜，所述振动膜垂直于两个所述反射膜的连线设置在所述腔体结构内部，所述振动膜的中央位置设置有透光孔。


2.根据权利要求1所述的全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，其特征在于，所述腔体结构的材料为玻璃。


3.根据权利要求2所述的全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，其特征在于，所述空腔内部相对的两个面上设置的反射膜为增反膜，且所述增反膜的材料为高反射材料。


4.根据权利要求3所述的全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，其特征在于，所述振动膜的材料为弹性材料。


5.根据权利要求4所述的全固态法布里-珀罗腔内嵌薄膜式的振动传感器，其特征在于，所述腔体结构设置反射膜的两个面为弧形面。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永秋，薛晨阳，白建东，韩源，陈晨，武丽云，陈佳敏，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14