CN107764744A - 一种适用于测量物理和材料性能的光学传感器 - Google Patents
一种适用于测量物理和材料性能的光学传感器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于光学传感器技术领域,公开了一种适用于测量物理和材料性能的光学传感器,所述适用于测量物理和材料性能的光学传感器包括:光学模块、光学谐振模块、振动感测模块、导光模块。光学模块通过导光模块分别连接光学谐振模块、振动感测模块。本发明通过光学谐振模块可对激光检测。通过振动感测模块的振动薄膜时,与光学闸跟随讯号波一起向上与向下振动,因而光源所发射的光即被光学闸所反射(阻挡)或被光检测器所接收。因此,被光检测器所检测到的光强度将随着光学闸的振动而改变(逐渐增加)。检测光的强度将转变为电讯号而输出。结果,振动检测的功能可以被达成;本发明可以实现同时检测激光和振动波的功能,实用性强。
Description
技术领域
本发明属于光学传感器技术领域,尤其涉及一种适用于测量物理和材料性能的光学传感器。
背景技术
光学传感器是一种传感器,是依据光学原理进行测量的,它有许多优点,如非接触和非破坏性测量、几乎不受干扰、高速传输以及可遥测、遥控等。在设计上主要用来检测目标物是否出现,或者进行各种工业、汽车、电子产品和零售自动化的运动检测。然而,现有的光学传感器不能同时对脉冲激光和振动波进行检查的功能,实用性不强。
综上所述,现有技术存在的问题是:现有的光学传感器不能同时对脉冲激光和振动波进行检查的功能,实用性不强。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种适用于测量物理和材料性能的光学传感器。
本发明是这样实现的,一种适用于测量物理和材料性能的光学传感器包括:
光学模块、光学谐振模块、振动感测模块、导光模块;
光学模块,与光学谐振模块通过导光模块连接,用于发射可见光或非可见光并通过导光模块传送至光学闸,发射的激光通过导光模块传送至光检测模块。
光学谐振模块,与光学模块通过导光模块连接,用于接收并检测光学模块发射的激光,并设置使激光信号具有检测表面的谐振频率;
振动感测模块,与光学模块通过导光模块连接,用于接收并检测光学模块发射的光,并通过振动薄膜来检测振动波。
进一步,所述导光模块采用高分子材料或介电材料。
进一步,所述光学模块包括投光模块、光检测模块;
投光模块用于发射可见光或非可见光,包括激光;
光检测模块用于检测光学闸反射光的变化。
进一步,所述光学谐振模块包括检测表面、腔体;
检测表面能对在该检测表面上的可测量参数的变化作出响应,在检查表面上具有可测量参数的谐振频率;
腔体是一个随检测表面而变化的可变化间隙。
进一步,所述振动感测模块包括振动薄膜、光学闸;
振动薄膜会随着讯号波的振动而振动,由于光学闸配置(附着)于振动薄膜之上,光学闸将同时跟着振动。
光学闸跟随振动薄膜的振动,传送给光检测模块实现振动检测功能。
本发明通过光学谐振模块可以设置使激光信号具有检测表面的谐振频率,检测表面对在该检测表面上的可测量参数的变化作出响应,腔体随检测表面而变化的可变化,即可对激光检测。通过振动感测模块的振动薄膜时,与光学闸跟随讯号波一起向上与向下振动,因而光源所发射的光即被光学闸所反射(阻挡)或被光检测器所接收。因此,被光检测器所检测到的光强度将随着光学闸的振动而改变(逐渐增加)。检测光的强度将转变为电讯号而输出。结果,振动检测的功能可以被达成;本发明可以实现同时检测激光和振动波的功能,实用性强。
本发明的光学模块提高了采集数据的速度、精度,提高了工作效率。此外,本发明的方法具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便的显著优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的适用于测量物理和材料性能的光学传感器结构示意图;
图中:1、光学模块;1-1、投光模块;1-2、光检测模块;2、光学谐振模块;2-1、检测表面;2-2、腔体;3、振动感测模块;3-1、振动薄膜;3-2、光学闸;4、导光模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的适用于测量物理和材料性能的光学传感器包括:光学模块1、光学谐振模块2、振动感测模块3、导光模块4。
光学模块1包括投光模块1-1、光检测模块1-2;光学谐振模块2包括检测表面2-1、腔体2-2;振动感测模块3包括振动薄膜3-1、光学闸3-2;光学模块1通过导光模块4分别连接光学谐振模块2、振动感测模块3。
光学模块1,与光学谐振模块2通过导光模块4连接,用于发射可见光或非可见光并通过导光模块4传送至光学闸3-2,发射的激光通过导光模块4传送至光检测模块1-2。
光学谐振模块2,与光学模块1通过导光模块4连接,用于接收并检测光学模块1发射的激光,并设置使激光信号具有检测表面的谐振频率;
振动感测模块3,与光学模块1通过导光模块4连接,用于接收并检测光学模块1发射的光,并通过振动薄膜3-1来检测振动波。
本发明提供的导光模块4采用高分子材料或介电材料。
本发明提供的光学模块1包括投光模块1-1、光检测模块1-2;
投光模块1-1用于发射可见光或非可见光,包括激光;
光检测模块1-2用于检测光学闸3-2反射光的变化。
本发明提供的光学谐振模块2包括检测表面2-1、腔体2-2;
检测表面2-1能对在该检测表面上的可测量参数的变化作出响应,在检查表面2-1上具有可测量参数的谐振频率;
腔体2-2是一个随检测表面2-1而变化的可变化间隙。
本发明提供的振动感测模块3包括振动薄膜3-1、光学闸3-2;
振动薄膜3-1会随着讯号波的振动而振动,由于光学闸配置(附着)于振动薄膜之上,光学闸将同时跟着振动;
光学闸3-2跟随振动薄膜3-1的振动,传送给光检测模块1-2实现振动检测功能。
本发明当激光照射在检测表面时,光学谐振模块设置使激光信号具有检测表面的谐振频率,检测表面对在该检测表面上的可测量参数的变化作出响应,腔体随检测表面而变化的可变化,即可对激光检测。当讯号波到达光学传感器(振动感测组件)的振动薄膜时,振动薄膜即由于此讯号波而振动。由于光学闸配置(附着)于振动薄膜之上,光学闸将同时跟着振动。举例而言,振动薄膜与光学闸将一起向上与向下振动,因而光源所发射的光即被光学闸所反射(阻挡)或被光检测器所接收。因此,被光检测器所检测到的光强度将随着光学闸的振动而改变(逐渐增加)。检测光的强度将转变为电讯号而输出。结果,振动检测的功能可以被达成。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种适用于测量物理和材料性能的光学传感器,其特征在于,所述适用于测量物理和材料性能的光学传感器包括:
光学模块,与光学谐振模块通过导光模块连接,用于发射可见光或非可见光并通过导光模块传送至光学闸,发射的激光通过导光模块传送至光检测模块;
所述光学模块使用基于激光跟踪仪的精度评估系统完成传递对准精度的评估,将T-mac安装板固定在平台框架上,将T-mac固定在安装板上,启动激光跟踪仪,利用电子水平仪和北向基准,使激光跟踪仪建立地理坐标系;进行传递对准试验;对准结束后,利用框架角输出平台航向角、横摇角和纵摇角为:ψ1、γ1、θ1,之后利用激光跟踪仪跟踪T-mac输出平台航向角、横摇角和纵摇角为ψ2、γ2、θ2;
载体坐标系相对于地理坐标系的转换关系可以用来表示载体的姿态和航向信息,由地理坐标系到载体坐标系的转动关系可以通过以下的三次转动来表示:
其中,t代表地理坐标系,b1、b2为中间过渡坐标系,b为载体坐标系;
根据平台框架角输出的数据得到平台系到载体系的转换矩阵:
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光学谐振模块,与光学模块通过导光模块连接,用于接收并检测光学模块发射的激光,并设置使激光信号具有检测表面的谐振频率;
振动感测模块,与光学模块通过导光模块连接,用于接收并检测光学模块发射的光,并通过振动薄膜来检测振动波。
2.如权利要求1所述的适用于测量物理和材料性能的光学传感器,其特征在于,所述导光模块采用高分子材料或介电材料。
3.如权利要求1所述的适用于测量物理和材料性能的光学传感器,其特征在于,所述光学模块包括投光模块、光检测模块;
投光模块用于发射可见光或非可见光,包括激光;
光检测模块用于检测光学闸反射光的变化。
4.如权利要求1所述的适用于测量物理和材料性能的光学传感器,其特征在于,所述光学谐振模块包括检测表面、腔体;
检测表面能对在该检测表面上的可测量参数的变化作出响应,在检查表面上具有可测量参数的谐振频率;
腔体是一个随检测表面而变化的可变化间隙。
5.如权利要求1所述的适用于测量物理和材料性能的光学传感器,其特征在于,所述振动感测模块包括振动薄膜、光学闸;
振动薄膜会随着讯号波的振动而振动,由于光学闸配置于振动薄膜之上,光学闸将同时跟着振动;
光学闸跟随振动薄膜的振动,传送给光检测模块实现振动检测功能。
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