CN1664528A - 高灵敏度振动检测器 - Google Patents
高灵敏度振动检测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1664528A CN1664528A CN 200510038443 CN200510038443A CN1664528A CN 1664528 A CN1664528 A CN 1664528A CN 200510038443 CN200510038443 CN 200510038443 CN 200510038443 A CN200510038443 A CN 200510038443A CN 1664528 A CN1664528 A CN 1664528A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fixed
- photodiode array
- array detector
- vibration
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明涉及振动检测领域的一种高灵敏度振动检测器，其结构包括激光器、A－B光电二极管阵列检测器，还包括有盒体、减振装置和接口，接口安装在盒体上，减振装置装在盒体内壁上，A－B光电二极管阵列检测器固定在减振装置上，激光器固定在盒体内壁上，激光器的电源由内接电池或外接电源通过接口提供，其送出的激光束投射在A－B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间，A－B光电二极管阵列检测器的输出信号线与接口连接。本发明具有结构简单、灵敏度极高、原始信号失真度小等优点，本发明特别适用于微振动领域的高精度测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种振动检测器，特别涉及一种微振动领域使用的高灵敏度振动检测器，属于振动检测技术领域。
背景技术
A-B光电二极管阵列检测器是由光电二极管阵列检测器(photodiodearray)A(以下简称为A)和光电二极管阵列检测器B(以下简称为B)以及差分器组成，其输出的信号为同A和B所接收到的激光强度的差成正比的电压信号。本发明由于采用了激光器发射出的激光束在A和B上的移动扫描过程来反应盒体相对于质量块的移动，并最终获得高灵敏度振动检测器自身的振动信号，而现有的振动检测器大都采用的是压电效应，因此，和现有的振动检测器相比较，该高灵敏度振动检测器的灵敏度极高，原始信号失真度极小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于微振动探测的灵敏度极高的振动检测器。
本发明是通过测量振动对激光束产生的移动来得到振动信号。为了测量激光束的移动，我们把激光束投射到A-B光电二极管阵列检测器的两个光电二极管阵列检测器A和B的结合处。激光束在结合处的移动将在光电二极管阵列检测器A和B上产生不同的信号输出。这两个不同信号的差分A-B即给出了激光束相对于光电二极管阵列检测器A和B接合处的移动。另外，为了使微振动源能够造成激光束在A-B光电二极管阵列检测器上的相对移动，我们把它们通过减震装置(弹簧、或单摆、或磁悬浮等)分隔开。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，该高灵敏度振动检测器包括激光器、A-B光电二极管阵列检测器，还包括有盒体、减振装置和接口，接口安装在盒体上，减振装置装在盒体内壁上，A-B光电二极管阵列检测器固定在减振装置上，激光器固定在盒体内壁上，激光器的电源由内接电池或外接电源通过接口提供，其送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间，A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线与接口连接。
所述减振装置由弹簧和质量块组成，弹簧的一端固定在盒体内壁上，质量块固定在弹簧的另一端，所述A-B光电二极管阵列检测器固定在质量块上。
所述减振装置也可由细线和质量块组成，细线的一端固定在盒体内壁上，质量块悬挂在细线的另一端，所述A-B光电二极管阵列检测器固定在质量块上。
所述减振装置还可由磁场生成器和抗磁质量块组成，磁场生成器固定在盒体内壁上，A-B光电二极管阵列检测器固定在抗磁质量块上，该抗磁质量块在磁场生成器产生的磁场作用下处于磁悬浮状态。磁场生成器可以为永磁体或电磁体或超导体，所述抗磁质量块为永磁体或电磁体或超导体。
本发明的目的也可以通过以下技术方案来实现，该高灵敏度振动检测器，包括激光器、A-B光电二极管阵列检测器，还包括有盒体、减振装置和接口，接口安装在盒体上，减振装置装在盒体内壁上，，激光器固定在减振装置上，A-B光电二极管阵列检测器固定在盒体内壁上，激光器的电源由内接电池或外接电源通过接口提供，其送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间，A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线与接口连接。
所述减振装置由弹簧和质量块组成，弹簧的一端固定在盒体内壁上，质量块固定在弹簧的另一端，所述激光器固定在质量块上。
所述减振装置也可由细线和质量块组成，细线的一端固定在盒体内壁上，质量块悬挂在细线的另一端，所述激光器固定在质量块上。
所述减振装置还可由磁场生成器和抗磁质量块组成，磁场生成器固定在盒体内壁上，激光器固定在抗磁质量块上，该抗磁质量块在磁场生成器产生的磁场作用下处于磁悬浮状态。磁场生成器可以为永磁体或电磁体或超导体，所述抗磁质量块为永磁体或电磁体或超导体。
本发明由于采用了激光器在A-B光电二极管阵列检测器上的扫描过程来反应盒体相对于质量块的移动，并最终获得高灵敏度振动检测器自身的振动信号，因此该高灵敏度振动检测器的灵敏度极高，原始信号失真度极小，其灵敏度甚至可以高到能测量到原子级别的微小振动或移动。在进行高分辨率显微镜成像或高精密测量时，本发明可以用来分析桌面或实验背景振动干扰的强度和来源，本发明在测量物体的质量和质量的变化方面也有很大的应用。这是因为测量物体质量的一个重要的方法是将其放入到一个振动***中，并通过测量该***的共振频率来测量该物体的质量。因此，利用本发明对这种共振频率或其变化的精确测量就可精确地测量出物体的质量或其变化。本发明也可应用于地震或海啸监测以及周期运动物体的磨损(如高速旋转车轮的轴承是否有异常或裂缝)等。
附图说明
附图1是本发明实施例中采用弹簧减振的一种结构示意图；
附图2是本发明实施例中采用弹簧减振的另一种结构示意图；
附图1-2中的1是激光器、2是A-B光电二极管阵列检测器、3是质量块、4是弹簧、5是激光束、6是接口、7是光电二极管阵列检测器A、8是光电二极管阵列检测器B、9是A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线、10是激光器的外接电源线、11是盒体。
附图3是本发明实施例中采用单摆减振的一种结构示意图；
附图4是本发明实施例中采用单摆减振的另一种结构示意图；附图3-4中的1是激光器、2是A-B光电二极管阵列检测器、3是质量块、4是细线、5是激光束、6是接口、7是光电二极管阵列检测器A、8是光电二极管阵列检测器B、9是A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线、10是激光器的外接电源线、11是盒体。
附图5是本发明实施例中采用磁悬浮减振的一种结构示意图；
附图6是本发明实施例中采用磁悬浮减振的另一种结构示意图；
附图5-6中的1是激光器、2是A-B光电二极管阵列检测器、3是抗磁质量块、4是磁场生成器、5是激光束、6是接口、7是光电二极管阵列检测器A、8是光电二极管阵列检测器B、9是A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线、10是激光器的外接电源线、11是盒体。
具体实施方式
本发明的一种实施方式：参见附图1，弹簧的一端固定在盒体内壁上，质量块固定在弹簧的另一端，A-B光电二极管阵列检测器固定在质量块上，激光器固定在盒体内壁上，并使其送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间，激光器的电源由内接电池或外接电源通过接口提供，A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线与接口连接。此时，由于激光器送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间，A-B光电二极管阵列检测器的A和B收到的光信号的强度相等，故A-B光电二极管阵列检测器信号的输出为零。当振动沿AB所在直线方向发生时，由于的质量块的惯性和弹簧对质量块的减振作用，使得质量块和盒体的振动不同步，从而A-B光电二极管阵列检测器和激光器的振动不同步，并发生了相对位移，固定在盒体内壁上的激光器发出的激光束偏离了固定在质量块上的A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间位置，故A-B光电二极管阵列检测器的A和B收到的光信号的强度不等，因此，A-B光电二极管阵列检测器将有一个不为零的电压信号输出，这时的信号输出实际上记录了激光器相对于A-B光电二极管阵列检测器的振动情况，该信号通过接口被送入盒体外的信号处理***，由于质量块的振动是可解的受迫振动，信号很容易被分离处理。从而可以简单地获得高灵敏度振动检测器的振动信号。并可通过调节质量块的质量和/或弹簧的倔强系数来调节高灵敏度振动检测器的检测灵敏度。
上述高灵敏度振动检测器中的激光器和A-B光电二极管阵列检测器的安装位置也可对调，即激光器安装在质量块上，A-B光电二极管阵列检测器安装在盒体内壁上(参见附图2)。
本发明的另一种实施方式：参见附图3，细线的一端固定在盒体内壁上，质量块悬挂在细线的另一端。A-B光电二极管阵列检测器固定在质量块上，激光器固定在盒体内壁上，并使其送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间，激光器的电源由内接电池或外接电源通过接口提供，A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线与接口连接。此时，由于激光器送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间，A-B光电二极管阵列检测器的A和B收到的光信号的强度相等，故A-B光电二极管阵列检测器信号的输出为零。当振动在水平面沿AB所在直线方向发生时，由于质量块的惯性和单摆的减振作用，使得质量块和盒体的振动不同步，固定在盒体内壁上的激光器发出的激光束偏离了固定在质量块上的A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间位置，故A-B光电二极管阵列检测器的A和B收到的光信号的强度不等，因此，A-B光电二极管阵列检测器将有一个不为零的电压信号输出，这时的信号输出实际上记录了激光器相对于A-B光电二极管阵列检测器的振动情况，该信号通过信号接口被送入盒体外的信号处理***，由于质量块的振动是可解的受迫振动，信号很容易被分离处理。从而可以简单地获得高灵敏度振动检测器的振动信号。并可通过调节质量块的质量和/或细线的长度来调节高灵敏度振动检测器的检测灵敏度。该方式适用于检测沿水平方向的振动。
上述高灵敏度振动检测器中的激光器和A-B光电二极管阵列检测器的安装位置也可对调，即激光器安装在质量块上，A-B光电二极管阵列检测器安装在盒体内壁上(参见附图4)。
本发明的再一种实施方式：参见附图5，磁场生成器固定在盒体内壁上，A-B光电二极管阵列检测器装在抗磁质量块上，该抗磁质量块在磁场生成器所产生的磁场的作用下处于磁悬浮状态。激光器固定在盒体内壁上，并使其送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器A和B结合处的中间，激光器的电源由内接电池或外接电源通过接口提供，A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线与接口连接。此时，由于激光器送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间，A-B光电二极管阵列检测器的A和B收到的光信号的强度相等，故A-B光电二极管阵列检测器信号的输出为零。当振动在沿AB所在直线发生时，由于抗磁质量块的惯性和悬浮磁场的减振作用，使得抗磁质量块的振动为不同步于盒体的振动，固定在盒体内壁上的激光器发出的激光束偏离了A-B光电二极管阵列检测器的A和B结合处的中间位置，故A-B光电二极管阵列检测器的A和B收到的光信号的强度不等，因此，A-B光电二极管阵列检测器将有一个不为零的电压信号输出，这时的信号输出实际上记录了激光器相对于A-B光电二极管阵列检测器的振动情况，该信号通过信号接口被送入盒体外的信号处理***，由于抗磁质量块的振动是可解的受迫振动，信号很容易被分离处理。从而可以简单地获得高灵敏度振动检测器的振动信号。并可通过调节抗磁质量块的质量和/或磁场的强度来调节高灵敏度振动检测器的检测灵敏度。
上述高灵敏度振动检测器中的激光器和A-B光电二极管阵列检测器的安装位置也可对调，即激光器安装在抗磁质量块上，A-B光电二极管阵列检测器安装在盒体内壁上(参见附图6)。
对于以上各实施方式，在对振动源进行振动检测时，只需将该高灵敏度振动检测器固定在待测振动源上，并随振动源一起振动既可。
Claims (9)
1、一种高灵敏度振动检测器，包括激光器、A-B光电二极管阵列检测器，其特征在于还包括有盒体、减振装置和接口，接口安装在盒体上，减振装置装在盒体内壁上，A-B光电二极管阵列检测器固定在减振装置上，激光器固定在盒体内壁上，激光器的电源由内接电池或外接电源通过接口提供，其送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的两个光电二极管阵列检测器A和B结合处的中间，A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线与接口连接。
2、如权利要求1所述的一种高灵敏度振动检测器，其特征在于所述减振装置由弹簧和质量块组成，弹簧的一端固定在盒体内壁上，质量块固定在弹簧的另一端，所述A-B光电二极管阵列检测器固定在质量块上。
3、如权利要求1所述的一种高灵敏度振动检测器，其特征在于所述减振装置由细线和质量块组成，细线的一端固定在盒体内壁上，质量块悬挂在细线的另一端，所述A-B光电二极管阵列检测器固定在质量块上。
4、如权利要求1所述的一种高灵敏度振动检测器，其特征在于所述减振装置由磁场生成器和抗磁质量块组成，磁场生成器固定在盒体内壁上，所述A-B光电二极管阵列检测器固定在抗磁质量块上，该抗磁质量块在磁场生成器产生的磁场作用下处于磁悬浮状态。
5、一种高灵敏度振动检测器，包括激光器、A-B光电二极管阵列检测器，其特征在于还包括有盒体、减振装置和接口，接口安装在盒体上，减振装置装在盒体内壁上，A-B光电二极管阵列检测器固定在盒体内壁上，激光器固定在减振装置上，激光器的电源由内接电池或外接电源通过接口提供，其送出的激光束投射在A-B光电二极管阵列检测器的两个光电二极管阵列检测器A和B结合处的中间，A-B光电二极管阵列检测器的输出信号线与接口连接。
6、如权利要求5所述的一种高灵敏度振动检测器，其特征在于所述减振装置由弹簧和质量块组成，弹簧的一端固定在盒体内壁上，质量块固定在弹簧的另一端，所述激光器固定在质量块上。
7、如权利要求5所述的一种高灵敏度振动检测器，其特征在于所述减振装置由细线和质量块组成，细线的一端固定在盒体内壁上，质量块悬挂在细线的另一端，所述激光器固定在质量块上。
8、如权利要求5所述的一种高灵敏度振动检测器，其特征在于所述减振装置由磁场生成器和抗磁质量块组成，磁场生成器固定在盒体内壁上，所述激光器固定在抗磁质量块上，该抗磁质量块在磁场生成器产生的磁场作用下处于磁悬浮状态。
9、如权利要求4或8所述的高灵敏度振动检测器，其特征在于所述磁场生成器为永磁体或电磁体或超导体，所述抗磁质量块为永磁体或电磁体或超导体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510038443 CN1664528A (zh) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 高灵敏度振动检测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510038443 CN1664528A (zh) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 高灵敏度振动检测器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1664528A true CN1664528A (zh) | 2005-09-07 |
Family
ID=35035720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510038443 Pending CN1664528A (zh) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 高灵敏度振动检测器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1664528A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102360086A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-02-22 | 上海合时智能科技有限公司 | 家用服务机器人的障碍物碰撞检测***及其检测方法 |
| CN101144862B (zh) * | 2006-09-11 | 2012-06-06 | 通用电气公司 | 耐震辐射检测器 |
| CN106768276A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 浙江科聪智能科技有限公司 | 传感器、智能机器人、人工智能市政物联网、金融金库安全监测*** |
| CN106908135A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-06-30 | 浙江科聪智能科技有限公司 | 传感器设计方法、传感器、人工智能机器人、智能市政基础设施、地震预测***、智能水网 |
| CN108469407A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-31 | 中国石油大学(华东) | 一种检测表面洁净程度的装置及方法 |
| CN115458273A (zh) * | 2022-11-09 | 2022-12-09 | 之江实验室 | 一种双层圆柱型永磁体抗磁悬浮装置及其制备和应用方法 |
-
2005
- 2005-03-15 CN CN 200510038443 patent/CN1664528A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101144862B (zh) * | 2006-09-11 | 2012-06-06 | 通用电气公司 | 耐震辐射检测器 |
| CN102360086A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-02-22 | 上海合时智能科技有限公司 | 家用服务机器人的障碍物碰撞检测***及其检测方法 |
| CN102360086B (zh) * | 2011-09-30 | 2013-07-24 | 上海合时智能科技有限公司 | 家用服务机器人的障碍物碰撞检测***及其检测方法 |
| CN106768276A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 浙江科聪智能科技有限公司 | 传感器、智能机器人、人工智能市政物联网、金融金库安全监测*** |
| CN106908135A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-06-30 | 浙江科聪智能科技有限公司 | 传感器设计方法、传感器、人工智能机器人、智能市政基础设施、地震预测***、智能水网 |
| CN108469407A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-31 | 中国石油大学(华东) | 一种检测表面洁净程度的装置及方法 |
| CN115458273A (zh) * | 2022-11-09 | 2022-12-09 | 之江实验室 | 一种双层圆柱型永磁体抗磁悬浮装置及其制备和应用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cattafesta III et al. | Development of piezoelectric actuators for active flow control | |
| CN1664528A (zh) | 高灵敏度振动检测器 | |
| US4419900A (en) | Machine health monitoring system | |
| CN1687720A (zh) | 滚动轴承振动位移的激光测量方法 | |
| EP2339381A3 (en) | Direct velocity seismic sensing | |
| CN111879969A (zh) | 一种中高频椭圆铰链双光纤光栅加速度传感器及测量方法 | |
| Qiu et al. | Measurement of structural vibration by using optic-electronic sensor | |
| CN113155664B (zh) | 一种高灵敏度的微弱气体检测装置及其检测方法 | |
| Lei et al. | A high-precision two-dimensional micro-accelerometer for low-frequency and micro-vibrations | |
| Kim et al. | Real-time structural health monitoring using a novel fiber-optic accelerometer system | |
| CN102749037B (zh) | 光电式抱杆挠度检测装置及其检测方法 | |
| CN103900639A (zh) | 高速多尺度振动和形变检测装置及方法 | |
| CN104568117B (zh) | 一种具有宽频响、高灵敏的差动式光纤f‑p振动传感器 | |
| CN101609108B (zh) | 电压或电流信号的测量方法及实现该方法的传感器 | |
| CN103645348A (zh) | 一种微纳米尺度耦合振动高分辨测量方法 | |
| CN2844881Y (zh) | 高灵敏度振动检测器 | |
| CN103076509A (zh) | 基于精密扭秤周期法的微电量测量装置及方法 | |
| Yashar et al. | Measurement of rotating beam vibration using optical (DIC) techniques | |
| CN208432333U (zh) | 一种台面组合体 | |
| CN211477006U (zh) | 一种双探针的纳米测量仪器 | |
| CN2625862Y (zh) | 全光纤振动测量装置 | |
| CN212872521U (zh) | 中高频椭圆铰链双光纤光栅加速度传感器及标定实验*** | |
| Sujatha | Equipment for Measurement and Generation of Vibration | |
| Lei et al. | Two-dimensional low-frequency optical accelerometer with high accuracy and low cross-axis sensitivity | |
| CN1275026C (zh) | 超微量检测装置及检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |