本发明专利技术涉及振动探测领域，具体提供了一种基于偏振原理的振动传感装置。本发明专利技术包括弹性材料块、光纤、第一连接部、第二连接部。第一连接部和第二连接部分别固定连接于弹性材料块的两端，弹性材料块以第一连接部和第二连接部所在直线垂直方向上的截面形状为圆或椭圆。光纤环绕设置于弹性材料块的侧表面上，光纤的两端均保留在弹性材料块外侧。振动时，弹性材料块形变，使得环绕在其上的光纤受到的应力发生变化，进而使得其内传输激光的偏振状态发生变化，最终使得透射激光的强度发生变化。光纤内传输激光的偏振状态的改变灵敏地依赖于光纤所受应力的变化，所以，本发明专利技术传感装置的灵敏度较高。度较高。度较高。
【技术实现步骤摘要】
一种基于偏振原理的振动传感装置
[0001]本专利技术涉及振动传感领域，具体涉及一种基于偏振原理的振动传感装置。
技术介绍
[0002]光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振，这也是横波区别于纵波的重要标志。根据光波电矢量的振动状态，光波可分为自然光、圆偏振光、椭圆偏振光、部分偏振光、线偏振光。光波的偏振应用十分广泛，如3D电影、偏振成像、偏振干涉等。
[0003]激光在光纤中以基模传输时，传输模式为HE
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，HE
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由两个正交的简并模式HE
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和HE
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组成。若光纤的几何形状为理想的标准圆，则HE
11x
和HE
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两种模式的传输常数相差无几，这样激光的偏振信息会被完全破坏。实际上，制备出的光纤的几何形状并非标准的圆形，而且外界应力的作用下光纤发发生弯曲、扭转等，这使得HE
11x
和HE
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两种模式的传输常数存在差异，从而激光的偏振信息不会被完全破坏。但是，实际中使用的光纤受到各种各样方向及大小的应力作用，发生不同程度的弯曲、扭转，总的来看各个方向上的影响相互抵消，使得激光的偏振信息仍然不能保留。光纤中传输的激光的偏振状态的变化与光纤的弯曲、扭转密切相关。
[0004]振动传感器是一类应用十分广泛的传感器。目前市场占有率最高的振动传感器为电学式振动传感器。电学式振动传感器利用压电材料的压电效应将振动信息转化为电压、电流等电学信息，其灵敏度取决于压电材料的特性。随着生产力的发展，对振动探测的灵敏度提出了更高的要求，压电材料的响应速度已经不能满足振动探测对灵敏度的需要。
技术实现思路
[0005]为解决以上问题，本专利技术提供了一种基于偏振原理的振动传感装置，包括弹性材料块、光纤、第一连接部、第二连接部，第一连接部和第二连接部分别固定连接于弹性材料块的两端，弹性材料块以第一连接部和第二连接部所在直线垂直方向上的截面形状为圆或椭圆，光纤环绕设置于弹性材料块的侧表面上，光纤的两端均保留在弹性材料块外侧。
[0006]更进一步地，弹性材料块的形状为圆柱体。
[0007]更进一步地，光纤不均匀环绕在弹性材料块的侧表面上。
[0008]更进一步地，弹性材料块内镶有贵金属颗粒。
[0009]更进一步地，贵金属颗粒的材料为金或银。
[0010]更进一步地，弹性材料块的侧表面上设有与环绕光纤的位置和尺寸相匹配的凹槽。
[0011]更进一步地，弹性材料块的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或橡胶。
[0012]更进一步地，光纤为单模石英光纤。
[0013]更进一步地，第一连接部和第二连接部的材料为硅或氮化硅或硬质木材或硬质合金。
[0014]更进一步地，第一连接部和第二连接部的形状为长方体。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种基于偏振原理的振动传感装置。振动时，第一连接部和第二连接部之间发生相对运动，弹性材料块产生形变，弹性材料块的形变使得环绕在其上的光纤受到的应力发生变化，进而使得其内传输激光的偏振状态发生变化，最终使得透射激光的强度发生变化。光纤内传输激光的偏振状态的改变灵敏地依赖于光纤所受应力的变化，所以，本专利技术传感装置的灵敏度较高。
[0016]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0017]图1是一种基于偏振原理的振动传感装置的示意图。
[0018]图2是又一种基于偏振原理的振动传感装置中环绕部分光纤的示意图。
[0019]图3是又一种基于偏振原理的振动传感装置的示意图。
[0020]图中：1、弹性材料块；2、光纤；3、第一连接部；4、第二连接部；5、贵金属颗粒。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0022]实施例1本专利技术提供了一种基于偏振原理的振动传感装置，如图1所示，包括弹性材料块1、光纤2、第一连接部3、第二连接部4。弹性材料块1的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或橡胶，弹性材料块1的材料可以透明，也可以不透明。第一连接部3和第二连接部4的材料为硅或氮化硅或硬质木材或硬质合金，第一连接部3和第二连接部4的材料可以相同也可以不同。第一连接部3和第二连接部4分别固定连接于弹性材料块1的两端。弹性材料块1以第一连接部3和第二连接部4所在直线垂直方向上的截面形状为圆或椭圆，这样弹性材料块1的侧表面平滑，不存在曲率较大的拐角，使得激光能够束缚在纤芯内传输，从而，本专利技术传感装置的可靠性较强。光纤2环绕设置于弹性材料块1的侧表面上，光纤2的两端均保留在弹性材料块1外侧，以便连接其他器件。
[0023]制备时，将弹性材料块1可拆卸固定在旋转圆盘上，旋转圆盘旋转，开始绕制光纤2。绕制时应当避免光纤2发生扭转，扭转会使得光纤2内部产生旋转，使光纤2内部的应力分布变复杂，这样将难以从其中分辨出待测振源引起的变化，从而信噪比降低。制备过程中，旋转圆盘的转速为25rpm.
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75rpm.，这样以较小的转速绕制方便避免绕制过程中的光纤2扭转，有利于信噪比的提升。为使光纤2紧密地缠绕在弹性材料块1上，绕制时，在光纤2的自由端施加一大小恒定、方向沿光纤指向自由端的力。
[0024]应用时，第一连接部3可拆卸固定连接在固定物上/待测振源表面，第二连接部4可拆卸固定连接在待测振源表面/固定物上。例如，独立的重物设置在第一连接部3上，并且与第一连接部3固定连接；待测物表面连接第二连接部4，并且与待测物表面固定连接。当待测物振动时，由于独立重物的惯性，独立重物压迫弹性材料块1。另外，第一连接部3和第二连接部4还可以分别连接在固定物和待测物上，当待测物振动时，弹性材料块1收到压迫。因此，本专利技术具有适用性强的特点。光纤2的一端连接光源，另一端连接起偏器和光探测器。待
测振源振动时，第一连接部3和第二连接部4之间发生相对运动，弹性材料块1发生形变，弹性材料块1的形变使得环绕在其上的光纤2受到的应力发生变化；由此，光纤2的双折射特性改变，这样基模的两个正交的简并模式HE11
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和HE11
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的传输常数和传输损耗的差值改变，从而光纤2透射激光的偏振度和偏振面的角度改变；依据马吕斯定律，透射激光通过起偏器后的光强发生变化，即透射光谱的强度发生变化。光纤2内传输激光的偏振度和偏振面角度的改变灵敏地依赖于光纤所受应力的变化，所以，本专利技术传感装置的灵敏度较高。另外，本专利技术不需要制备特殊形状的微纳结构，只需要将光纤2缠绕在宏观物体表面即可，成本低，具有良好的应用前景。
[0025]实施例2在实施例1的基础上，光纤2为单模石英光纤，单模石英光纤的纤芯较细，传输模式为基模，因此受差分模式延迟的影响较小，传输激光质量较高，更容易观察到振动引起的偏振本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于偏振原理的振动传感装置，其特征在于，包括弹性材料块、光纤、第一连接部、第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部分别固定连接于所述弹性材料块的两端，所述弹性材料块以所述第一连接部和所述第二连接部所在直线垂直方向上的截面形状为圆，所述光纤环绕设置于所述弹性材料块的侧表面上，所述光纤的两端均保留在所述弹性材料块外侧。2.如权利要求1所述的基于偏振原理的振动传感装置，其特征在于：所述弹性材料块的形状为圆柱体。3.如权利要求2所述的基于偏振原理的振动传感装置，其特征在于：所述光纤不均匀环绕在所述弹性材料块的侧表面上。4.如权利要求3所述的基于偏振原理的振动传感装置，其特征在于：所述弹性材料块内镶有贵金属颗粒。5.如权利要求4所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张中侠，牛艳娜，
申请(专利权)人：陕西咖润特光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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