一种宽频MI型光力学加速度传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽频MI型光力学加速度传感器，属于光纤传感技术领域，包括外框架、第一质量块、第二质量块和多个串型弹簧；所述外框架包括对称设置的两个内框架，所述第一质量块和所述第二质量块分别设置于两个内框架；所述第一质量块的两侧镀有增反膜；所述第一质量块两侧与内框架之间分别设有串型弹簧；所述第二质量块的两侧镀有增反膜；所述第二质量块两侧与内框架之间分别设有串型弹簧；所述外框架的两侧分别设有与内框架连通的第一光纤插口和第二光纤插口。本实用新型专利技术整体采用推挽式结构，增大灵敏度，其中串型弹簧结构，正交串扰低至1％，并且系统谐振频率较高，频率响应范围广，可以应用在高频工作场景。可以应用在高频工作场景。可以应用在高频工作场景。

【技术实现步骤摘要】
一种宽频MI型光力学加速度传感器


[0001]本技术属于光纤传感
，更具体地，涉及一种宽频MI型光力学加速度传感器。

技术介绍

[0002]光学加速度传感技术在很多工程领域具有广泛的应用前景，例如航空导航、机械结构健康监测、火箭与导弹发射监测、水声通信等，因此近年来受到了国内外学者的广泛研究。光纤传感器具有尺寸小、绝缘、抗电磁干扰、动态范围大等优点，并且根据实现方式的不同，光纤传感器可在高温高压强磁场等极端环境下工作，具有很多电子加速度传感器不可比拟的优点。因此受到了越来越多的关注。MI(Michelson Interferometer)型光学传感器基于MI光学微腔干涉结构，其具有体积小且灵敏度高等优点。
[0003]MI型的加速度传感器一般使用两块顺变柱体、敏感质量块，光纤缠绕在顺变柱体上，顺变柱体紧靠质量块两侧，光路通过耦合器分开。当质量块发生微小的位移时，返回的干涉条纹会产生移动，根据一定的算法可以求出最终的加速度值。算法通常使用白光解调，利用宽谱光源入射，最终得到一定的光谱谱宽分析。当加速度传感器移动时，可以对光谱在傅里叶域进行分析，利用白光解调求出最终的加速度结果。
[0004]但这类加速度传感器结构存在非常明显的问题。这种结构是一个三维立体结构，并且由于测三维空间的加速度，导致体积较大，每一路加速度都需要搭建一个调制系统，也增加了系统的解调难度。这在一个高精度的系统中是难以满足微型化特点。另外一点不足是，在MI系统中，系统的稳定性和精度要求非常高。这点在加工工艺上是难以解决的。而且受限于稳定性要求，系统只能测量低频小信号。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种宽频MI型光力学加速度传感器，旨在解决传统MI型频带范围窄，空间利用率差，系统不稳定的技术问题。
[0006]为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种宽频MI型光力学加速度传感器，包括外框架、第一质量块、第二质量块和多个串型弹簧；
[0007]所述外框架包括对称设置的两个内框架，所述第一质量块和所述第二质量块分别设置于两个内框架；
[0008]所述第一质量块的两侧镀有增反膜；所述第一质量块两侧与内框架之间分别设有串型弹簧；
[0009]所述第二质量块的两侧镀有增反膜；所述第二质量块两侧与内框架之间分别设有串型弹簧；
[0010]所述外框架的两侧分别设有与内框架连通的第一光纤插口和第二光纤插口。
[0011]优选地，所述串型弹簧包括对称设置的微弹簧和弹簧连接部，两个微弹簧通过所述弹簧连接部相连接。
[0012]优选地，所述微弹簧包括平行设置的直臂，所述直臂直接通过圆弧连接部连接，且所述直臂之间设有弹簧空隙。
[0013]优选地，所述圆弧连接部的弧度为180
°
。
[0014]优选地，所述第一质量块靠近所述第一光纤插口的一侧与所述内框架内侧设有第一串型弹簧和第二串型弹簧，所述第一串型弹簧的两侧与第二串型弹簧的两侧分别紧贴于所述第一质量块与所述内框架的表面设置。
[0015]优选地，所述第一质量块远离所述第一光纤插口的一侧与所述内框架内侧设有第三串型弹簧，所述第三串型弹簧位于所述第一质量块中部且其两侧分别紧贴于所述第一质量块与所述内框架的表面设置。
[0016]优选地，所述第二质量块靠近所述第二光纤插口的一侧与所述内框架内侧设有第五串型弹簧和第六串型弹簧，所述第五串型弹簧的两侧与第六串型弹簧的两侧分别紧贴于所述第二质量块与所述内框架的表面设置。
[0017]优选地，所述第二质量块远离所述第二光纤插口的一侧与所述内框架内侧设有第四串型弹簧，所述第四串型弹簧位于所述第二质量块中部且其两侧分别紧贴于所述第二质量块与所述内框架的表面设置。
[0018]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，通过对其整体结构的设计，在工作时，运动物体在高速振动下，串扰与环境干扰影响弱，并且测量值稳定。并且由于框架的支撑效果，该结构抗冲击能力较强，当运动物体开始启动或者发生突发情况时，整体结构不会因为冲击产生较大形变，保证工作安全和工作稳定；采用串型弹簧结构，正交串扰低至1％，并且系统谐振频率较高，频率响应范围广，可以应用在高频工作场景。
附图说明
[0019]图1是本技术宽频MI型光力学加速度传感器实施例中串型弹簧的结构示意图；
[0020]图2是本技术宽频MI型光力学加速度传感器实施例中加速度传感器的结构俯视图；
[0021]图3是本技术宽频MI型光力学加速度传感器实施例中加速度传感器的结构示意图；
[0022]图4是本技术宽频MI型光力学加速度传感器实施例中应用场景示意图。
[0023]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1
‑
外框架；2
‑
第一质量块；3
‑
第二质量块；4
‑
增反膜；5
‑
第一光纤插口；6
‑
第二光纤插口；7
‑
弹簧连接部；8
‑
直臂；9
‑
圆弧连接部；10
‑
弹簧空隙；11
‑
第一串型弹簧；12
‑
第二串型弹簧；13
‑
第三串型弹簧；14
‑
第四串型弹簧；15
‑
第五串型弹簧；16
‑
第六串型弹簧；17
‑
单色光源；18
‑
耦合器；19
‑
传感光纤；20
‑
待测物体。
具体实施方式
[0024]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释
本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]如图1
‑
3所示，本技术提出一种宽频MI型光力学加速度传感器，包括外框架1、第一质量块2、第二质量块3、第一光纤插口5、第二光纤插口6及结构相同的第一串型弹簧11、第二串型弹簧12、第三串型弹簧13、第四串型弹簧14、第五串型弹簧15和第六串型弹簧16。本技术整体采用推挽式结构，可以增加系统灵敏度，并且两路互相影响较小，可以通过算法降低噪声影响。串型弹簧结构具有较好的频率响应，该结构极大的增大了传感轴向的灵敏度，与其他同等体量的弹簧结构相比可提高50％。如图4所示，激光经过分光后分别进入左右两侧光纤插孔，两路光经过反射面反射后，于光纤耦合器耦合后干涉输出，通过一定的解调算法可以测得当前时刻加速度值。
[0026]具体的，所述外框架1包括左右两个内框架，所述第一质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽频MI型光力学加速度传感器，其特征在于，包括外框架(1)、第一质量块(2)、第二质量块(3)和多个串型弹簧；所述外框架(1)包括对称设置的两个内框架，所述第一质量块(2)和所述第二质量块(3)分别设置于两个内框架；所述第一质量块(2)的两侧镀有增反膜(4)；所述第一质量块(2)两侧与内框架之间分别设有串型弹簧；所述第二质量块(3)的两侧镀有增反膜(4)；所述第二质量块(3)两侧与内框架之间分别设有串型弹簧；所述外框架(1)的两侧分别设有与内框架连通的第一光纤插口(5)和第二光纤插口(6)。2.根据权利要求1所述的一种宽频MI型光力学加速度传感器，其特征在于，所述串型弹簧包括对称设置的微弹簧和弹簧连接部(7)，两个微弹簧通过所述弹簧连接部(7)相连接。3.根据权利要求2所述的一种宽频MI型光力学加速度传感器，其特征在于，所述微弹簧包括平行设置的直臂(8)，所述直臂(8)直接通过圆弧连接部(9)连接，且所述直臂(8)之间设有弹簧空隙(10)。4.根据权利要求3所述的一种宽频MI型光力学加速度传感器，其特征在于，所述圆弧连接部(9)的弧度为180
°
。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种宽频MI型光力学加速度传感器，其特征在于，所述第一质量块...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩君豪，孟伟杰，鲁平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：