[发明专利]光纤微振动探测装置及系统

说明书

本申请涉及光纤微振动探测装置及系统，具体而言，涉及振动检测领域。本申请提供的光纤微振动探测装置，装置包括：光源、光纤环形器、光信号探测器和微振动探测头；微振动探测头包括：第一光纤、第二光纤、透明弹性层、反射层、质量部和热缩套管；当待测位置发生振动时，使得该透明弹性部发生形变，从而改变该第二光纤与该反射层之间的距离，由于该第二光纤与该反射层之间的透明弹性层相当于谐振腔，谐振腔的腔长发生改变，会改变该谐振腔出射光信号的强度，从而使得通过该光纤环形器出射到该光信号探测器，该光信号探测器对出射光信号的强度进行检测，并通过该出射光信号的强度与待测微振动的对应关系，得到待测微振动的数据。

技术领域

本申请涉及振动检测领域，具体而言，涉及一种光纤微振动探测装置及系统。

背景技术

振动(又称振荡)是指一个状态改变的过程。即物体的往复运动。振动是自然界最普遍的现象之一。大至宇宙，小至亚原子粒子，无不存在振动。各种形式的物理现象，包括声、光、热等都包含振动，桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动，飞机和船舶在航行中的振动，机床和刀具在加工时的振动，各种动力机械的振动，控制系统中的自激振动。

在许多情况下，振动被认为是消极因素。例如，振动会影响精密仪器设备的功能，降低加工精度和光洁度，加剧构件的疲劳和磨损，从而缩短机器和结构物的使用寿命，振动还可能引起结构的大变形破坏，有的桥梁曾因振动而坍毁；飞机机翼的颤振、机轮的抖振往往造成事故；车船和机舱的振动会劣化乘载条件；强烈的振动噪声会形成严重的公害。

因此，一些精密的机械结构所能承受的振动是需要控制的，较大的振动会损坏精密的机械结构，现有技术中，检测振动的装置一般是通过振动产生的声音的分贝实现对振动的检测。

但是，通过对声音的检测确定振动的大小，其检测精度不够，且检测过程中易于受到外界因素的影响，使得对振动的检测产生误差，进而使得检测得到的振动信息不准确。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种光纤微振动探测装置及系统，以解决现有技术中通过对声音的检测确定振动的大小，其检测精度不够，且检测过程中易于受到外界因素的影响，使得对振动的检测产生误差，进而使得检测得到的振动信息不准确的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种光纤微振动探测装置，装置包括：光源、光纤环形器、光信号探测器和微振动探测头；光纤环形器的第一端与光源连接，光纤环形器的第二端与微振动探测头连接，光纤环形器的第三端与光信号探测器连接，微振动探测头包括：第一光纤、第二光纤、透明弹性层、反射层、质量部和热缩套管；第二光纤的两端分别设置有第一光纤和透明弹性层，透明弹性层远离第二光纤的一端设置有反射层，质量部设置在反射层远离透明弹性层的一侧，热缩套管套设在第一光纤、第二光纤和透明弹性层的外部。

可选地，该第一光纤为单模光纤，第二光纤为空心光纤。

可选地，该第一光纤与第二光纤熔接。

可选地，该反射层靠近透明弹性层的一侧的面上设置多个沟槽。

可选地，该透明弹性层的材料为环氧树脂。

可选地，该质量部的材料为银。

可选地，该透明弹性层中掺杂有纳米银颗粒。

第二方面，本申请提供一种光纤微振动探测系统，系统包括：计算机和第一方面任意一项的光纤微振动探测装置，计算机与装置的光信号探测器连接，用于获取光信号探测器探测的光信号的强度，根据输出的光信号的强度与待测振动强度的对应关系，得到待测振动强度。

本发明的有益效果是：