[发明专利]一种光纤加速度传感器探头及加速度传感器系统

摘要

本发明提供一种光纤加速度传感器探头以及基于相位载波调制技术的光纤加速度传感器系统。该系统包括：激光光源、光纤、光纤耦合器、光纤加速度传感器探头、光电探测器、相位载波调制信号电子解调系统。激光光源是一种相位载波调制的激光光源；光纤耦合器通过光纤分别与激光光源、加速度传感器探头及光电探测器连接；光电探测器与相位载波调制信号电子解调系统通过电线或电缆连接；光纤加速度传感器探头包括：加速度检测结构、至少一片背极板、加速度传感器框架以及至少一个光纤传感头。本发明的系统采用双背极板结构和光纤读出检测方式，使系统在抗冲击和过载性能、抗电磁干扰、灵敏度等方面，都有所改善和提高。

主权项

一种光纤加速度传感器探头，其特征在于，包括：加速度检测结构、至少一片背极板、加速度传感器框架以及至少一个光纤传感头，所述加速度检测结构位于加速度传感器探头的中心位置，其构成包括：检测质量块、位于检测质量块周围的弹性部件和支撑部件，所述检测质量块位于整个加速度检测结构的中心位置，所述弹性部件两端分别与所述检测质量块及所述支撑部件连接，所述弹性部件为弹簧、连续的膜、带孔的膜或多个弹性梁，且围绕所述检测质量块呈中心对称分布，所述支撑部件用于支撑所述加速度检测结构并将其固定于所述加速度传感器框架上；所述检测质量块与所述背极板上下平行，其间形成空气隙，并且在与所述背极板相对一侧的检测质量块的表面上制作有反光膜区域，该反光膜区域位于检测质量块的中心位置或者覆盖整个检测质量块的表面；所述背极板为边界固定在所述加速度传感器框架上的刚性较大的板，所述背极板上制作有特定大小和分布的阻尼孔以调节阻尼，所述背极板其中一面上制作有限位凸触以防止过载和粘附，另外，所述背极板的中心还制作有透光孔以透过入射及反射的激光；所述背极板与加速度传感器框架之间形成声学腔，该声学腔为一个空腔或者二个连通或不连通的空腔，用于形成流动气体回路，改善系统频率响应；所述检测质量块上的反光膜区域与背极板上的透光孔正对，且反光膜区域的尺寸大于透光孔尺寸；所述光纤传感头包括梯度透镜和尾纤，所述尾纤安装在梯度透镜的尾部，所述梯度透镜安装在所述加速度传感器框架上，或者安装在另外增加的斐索干涉腔支架上，安装时使所述梯度透镜的出射端面与背极板上的透光孔以及检测质量块上的反光膜区域正对，且保证出射端面与反光膜区域平行，通过该反光膜区域将通过所述梯度透镜入射的激光反射回去，从而对入射光的相位进行调制，所述梯度透镜出射面和所述反光膜区域之间构成一个柱形斐索干涉腔。