[发明专利]光纤振动和加速度传感器

说明书

本发明涉及光纤振动和加速度传感器，其包括介质镜和连接到耦合器的第一光导纤维，所述耦合器还经由第二光导纤维连接到光源以及从入射光产生电压的检测器。所述传感器具体通过其简单的实现方式表征。为此目的，所述第一纤维的自由端部区域与所述介质镜间隔开，使得所述介质镜的边缘位于所述第一纤维的出射光中。在未激励状态下，从入射在所述第一纤维的端部上的光产生的所述检测器的电压小于当所述第一纤维的孔径锥完全被所述介质镜覆盖并因此有最大反射时从所述检测器产生的电压。所述电压是所述光纤振动和加速度传感器的度量。因此，纤维本身用作振动敏感元件。

技术领域

本发明涉及光纤振动和加速度传感器，其包括介质镜和连接到耦合器的第一光导纤维，所述耦合器还经由第二光导纤维连接到光源以及从入射光产生电压的检测器。

背景技术

尤其从DE 198 01 959 A1中已知光纤振动传感器是用于非接触振动测量的光学结构。借助于具有至少一个测量光束和至少一个参考光束的激光干涉仪进行振动测量。该设备必须具有用于产生频移的装置。

DE 10 2013 105 483 A1公开了一种振动传感器、振动测量阵列、化学传感器以及包括以上的设备。振动传感器具有第一谐振元件和第一干涉仪，所述第一干涉仪具有第一测量路径和第一参考路径。在这种情况下，第一测量路径由第一测量光波导形成，并且参考路径由第一参考光波导形成。被扫描的膜用于此目的。这种膜制造起来很昂贵，并且它们的频率响应难以在低频下确定大小。

US 4 414 471 A公开了一种光纤传感器，其包括纤维，在一个实施例中具有彼此面对的两个光波导。端部区域在空间中自由定位。在加速期间，具体地，端部相对于其他光波导移动，使得入射在其上的光的比例改变。在进一步的实施例中，弧形镜与光波导间隔开，使得当光波导的自由端部移动时，反射光束的比例由于曲率而改变。

DE 10 2015 201 340 A1公开了一种光纤振动传感器，在其中使用光纤，所述光纤具有可通过惯性力偏转的自由端部。自由端部的纤维端面靠近倾斜的镜。如果玻璃纤维偏转，则根据振动状态，或多或少的光被反射回玻璃纤维。

DE 195 14 852 A1公开了一种用于加速和振动测量的方法和布置。光纤被设计为单模纤维。反射器与纤维端部接近地间隔开，以便在纤维端部偏转时引起测量信号的相变。

EP 0 623 808 A2包括一种光电子传感器设备，其包括辐射器单元，所述辐射器单元发射光通量或具有最均匀可能密度的辐射。辐射可以直接或通过光学介质进入有源测量室。接收器是具有有源表面的光电子部件，所述有源表面将透射的辐射转换成模拟电信号。

DE 10 2014 009 214 A1公开了一种光纤加速度计，其包括形成悬臂部的光波导。其端部是倾斜表面或具有台阶部的光波导短截线与其间隔开。光波导短截线的相反端垂直于光轴被切割，并涂有高度抛光的、高效的光反射材料。

US 2010/0 309 474 A1包括陀螺仪。

发明内容

权利要求1中所述的本发明所解决的问题是以简单的方式提供一种包括光导纤维和介质镜的光纤振动和加速度传感器。

此问题通过权利要求1中列出的特征解决。

光纤振动和加速度传感器，其包括介质镜和连接到耦合器的第一光导纤维，所述耦合器还经由第二光导纤维连接到光源以及从入射光产生电压的检测器，所述光纤振动和加速度传感器具体通过其简单的实现方式表征。

为此目的，所述第一纤维的自由端部区域与所述介质镜间隔开，使得所述介质镜的边缘位于所述第一纤维的出射光中。在未激励状态下，从入射在所述第一纤维的端部上的光产生的所述检测器的电压小于当所述第一纤维的孔径锥完全被所述介质镜覆盖并因此有最大反射时由所述检测器产生的电压。所述电压是所述光纤振动和加速度传感器的度量。