一種非接觸振動傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及傳感器【技術領域】，公開了一種適用于高溫環(huán)境的非接觸振動傳感器，包括依次設置的磁體、磁體端導磁體、光纖、振動端導磁體；其中，光纖設于磁體端導磁體與振動端導磁體之間的間隙內，其內傳輸偏振光，傳輸方向與磁感應強度方向平行；光纖的輸入端和輸出端分別連接偏振光信號發(fā)生裝置和信號檢測裝置。該非接觸振動傳感器利用光纖中的法拉第效應實現(xiàn)非接觸式的振動特性傳感測量，大大增加了振動傳感器的抗干擾能力，可適用于高溫環(huán)境下的振動測試。
【專利說明】一種非接觸振動傳感器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器【技術領域】，尤其涉及一種適用于高溫環(huán)境的非接觸振動傳感器。

【背景技術】
[0002]隨著飛機工業(yè)的發(fā)展，人們對高性能的發(fā)動機需求越來越多。在典型的渦噴式發(fā)動機測試中，對飛機主軸和渦輪葉片的動態(tài)測量是比較困難的。因為發(fā)動機在工作時其內部溫度比較高，而現(xiàn)在發(fā)動機領域對音輪或者主軸、渦輪葉片的主要測量方法有的不能耐高溫，有的抗干擾能力差，無法在惡劣環(huán)境下工作。
[0003]比如:電渦流法需要事先校準，受被測物材料的影響較大，傳感器耐熱性較差，探頭尺寸過大。超聲波法存在一定的缺點，由于反射問題，可能會出現(xiàn)三角誤差、鏡面反射及多次反射的誤差；周圍環(huán)境的噪音可能會引起傳感器接收到錯誤的信號；當多個超聲波傳感器同時使用時會引起交叉問題，無法獲得正確的測量。激光光學法的光學系統(tǒng)易受污染，導致精度下降，測量壽命縮短，不適于長期在惡劣環(huán)境下測量。反射式光纖法的反射損失，會造成靈敏度降低，同時也不適宜長期在惡劣環(huán)境下測量。


【發(fā)明內容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種非接觸振動傳感器，抗干擾性強，測量精度高、性能穩(wěn)定，可適用于高溫環(huán)境下的振動測試。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明所提出的技術方案為:一種非接觸振動傳感器，包括依次設置的磁體、磁體端導磁體、光纖、振動端導磁體；其中，光纖設于磁體端導磁體與振動端導磁體之間的間隙內，其內傳輸偏振光，傳輸方向與磁感應強度方向平行；光纖的輸入端和輸出端分別連接偏振光信號發(fā)生裝置和信號檢測裝置；工作時，振動端導磁體一端靠近被測振動物體，與被測振動物體之間留有工作氣隙；被測振動物體振動時，振動端導磁體與其之間的工作氣隙發(fā)生變化，使得光纖所在的磁體端導磁體與振動端導磁體之間的磁感應強度也隨之發(fā)生變化，導致光纖內偏振光的相位發(fā)生旋轉，并由信號檢測裝置檢測該相位旋轉，從而檢測出被測振動物體的振動特性。
[0006]進一步的，所述光纖來回折返，呈“弓”字型布置于磁體端導磁體與振動端導磁體之間的間隙內，其直線段內偏振光傳輸方向與磁感應強度方向平行。
[0007]進一步的，所述光纖內傳輸?shù)钠窆鉃榫€偏振光。
[0008]進一步的，所述磁體、磁體端導磁體、光纖和振動端導磁體均采用耐高溫材料。
[0009]本發(fā)明的有益效果:利用光纖中的法拉第效應實現(xiàn)非接觸式的振動特性傳感測量，大大增加了振動傳感器的抗干擾能力，測量精度高、性能穩(wěn)定，可適用于高溫環(huán)境下的振動測試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明傳振動傳感器實施例結構示意圖；
圖2為圖1所示實施例中光纖布置示意圖；
圖3為光纖中法拉第效應原理示意圖。
[0011]附圖標記:10、磁體；20、磁體端導磁體；30、光纖；40、振動端導磁體；50、被測振動物體。

【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步說明。
[0013]本發(fā)明利用光纖中的法拉第效應實現(xiàn)非接觸式的振動特性傳感測量，大大增加了振動傳感器的抗干擾能力，可適用于高溫環(huán)境下的振動測試。具體的，該非接觸振動傳感器，包括依次設置的磁體、磁體端導磁體、光纖、振動端磁導體；其中，光纖設于磁體端導磁體與振動端導磁體之間的間隙內，其內傳輸偏振光，傳輸方向與磁感應強度方向平行；光纖的輸入端和輸出端分別連接偏振光信號發(fā)生裝置和信號檢測裝置。
[0014]如圖1和2所示的實施例，該非接觸振動傳感器包括依次設置的磁體10、磁體端導磁體20、光纖30、振動端磁導體40 ;其中，光纖30來回折返，呈“弓”字型布置于磁體端導磁體20與振動端導磁體40之間的間隙內，如圖2所示，其直線段內偏振光傳輸方向與磁感應強度方向平行。工作時，振動端導磁，40 一端靠近被測振動物體50，與被測振動物體50之間留有工作氣隙；被測振動物體50振動時，振動端導磁體40與其之間的工作氣隙發(fā)生變化，使得光纖30所在的磁體端導磁體20與振動端導磁體40之間的磁感應強度也隨之發(fā)生變化，導致光纖30內偏振光的相位發(fā)生旋轉，并由信號檢測裝置檢測該相位旋轉。經過對測出的相位旋轉值的數(shù)據(jù)分析處理可獲得被測振動物體的位移情況，對該位移進行微分運算即可得到該被測振動物體的振動速度等特性。
[0015]光纖內傳輸?shù)钠窆庖跃€偏振光為優(yōu)選。光纖還可以其他形式布置于磁體端導磁體與振動端導磁體之間的間隙內，以盡量多地使光纖段與磁感應強度方向平行為優(yōu)。磁體、磁體端導磁體、光纖和振動端導磁體采用耐高溫材料時，便可實現(xiàn)高溫環(huán)境下的振動和位移測量。
[0016]該非接觸振動傳感器利用光纖中的法拉第效應實現(xiàn)非接觸式的振動特性傳感測量，光纖中傳輸?shù)钠窆獾南辔恍D角度只受磁場強度影響，與傳統(tǒng)的振動傳感器比具有較強的抗干擾能力，并且適用于高溫環(huán)境下的振動測試。光纖中的法拉第效應為:當外界磁場發(fā)生變化時，偏振光沿磁化方向或者外加磁場方向通過介質時，偏振面將發(fā)生旋轉。如圖3所示，以線偏振光為例，假設線偏振光在介質(如光纖)傳輸?shù)木嚯x為d，介質中的磁感應強度在光的傳播方向上的分量為B，則線偏振光的偏振面經過介質之后旋轉了角度Θ F，介質的費爾德常數(shù)為V，則光偏振面旋轉的角度Θ F=VBd,即當光傳輸經過的介質長度d—定時，其偏振面旋轉的角度Θ F與磁感應強度B成正比。被測振動物體振動過程中，導致磁路中各磁路段磁感應強度發(fā)生變化，即光纖所在位置的磁感應強度B也發(fā)生變化，從而導致偏振光的旋轉角度ΘF發(fā)生變化。
[0017]盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內，在形式上和細節(jié)上對本發(fā)明做出的各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種非接觸振動傳感器，其特征在于:包括依次設置的磁體、磁體端導磁體、光纖、振動端導磁體；其中，光纖設于磁體端導磁體與振動端導磁體之間的間隙內，其內傳輸偏振光，傳輸方向與磁感應強度方向平行；光纖的輸入端和輸出端分別連接偏振光信號發(fā)生裝置和信號檢測裝置；工作時，振動端導磁體一端靠近被測振動物體，與被測振動物體之間留有工作氣隙；被測振動物體振動時，振動端導磁體與其之間的工作氣隙發(fā)生變化，使得光纖所在的磁體端導磁體與振動端導磁體之間的磁感應強度也隨之發(fā)生變化，導致光纖內偏振光的相位發(fā)生旋轉，并由信號檢測裝置檢測該相位旋轉，從而檢測出被測振動物體的振動特性。
2.如權利要求1所述非接觸振動傳感器，其特征在于:所述光纖來回折返，呈“弓”字型布置于磁體端導磁體與振動端導磁體之間的間隙內，其直線段內偏振光傳輸方向與磁感應強度方向平行。
3.如權利要求1或2所述非接觸振動傳感器,其特征在于:所述光纖內傳輸?shù)钠窆鉃榫€偏振光。
4.如權利要求1或2所述非接觸振動傳感器，其特征在于:所述磁體、磁體端導磁體、光纖和振動端導磁體均采用耐高溫材料。
【文檔編號】G01H17/00GK104330151SQ201410653186
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權日:2014年11月12日
【發(fā)明者】聶泳忠, 黃元慶 申請人:廈門乃爾電子有限公司