專利名稱：微弱力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感測量用的微弱力傳感器，尤其是用于測量單分子膜壓膜過程中膜的表面壓的傳感測量。現(xiàn)在的微弱力測量有懸臂式力傳感器和吊片式壓電力傳感器。懸臂式力傳感器在其懸臂梁上涂覆一層反射層，在其上方設(shè)置光源和光探測器，當(dāng)力作用在懸臂梁上時，光強(qiáng)分布發(fā)生變化，光探測器便收到這種變化的光信號，然而，這種懸臂式力傳感器用于微弱力的傳感測量時，只能通過減小懸臂梁截面積的辦法來提高傳感精度，以適用于微弱力的傳感測量，截面積的減小將導(dǎo)致寬度變窄，這時光源將直接照射在待測物體上，這對于測量某些光彈性材料等表面形貌的測量是極其不利的，因為它們在光照的條件下會發(fā)生變化，導(dǎo)致變形，影響測量精度；其次，由于光源從懸臂梁外部照射至該梁的反射層上，并經(jīng)反射，由設(shè)在其外部的光探測器接收，這就要求上述三者的位置相應(yīng)，并有適當(dāng)?shù)姆轿唤?，這就給調(diào)整增加了難度；再次，由于光源的外設(shè)，要求擴(kuò)大懸臂梁上的反射層，而溫度、溫度的變化對在面積的反射層影響較大，導(dǎo)致其測量精度長。吊片式壓電微力傳感器在測量微力，尤其是用于測量單分子膜壓膜過程中的表面壓時，由于壓電片的靈敏度低，這就需要有較大的作用力，而作用力正比于吊片的寬度和單分子膜表面壓，由于表面壓很小，故只能通過增大吊片寬度來實(shí)現(xiàn)增大作用力，然而擴(kuò)大吊片寬度會增大對單分膜的擾動，且只能測得吊片寬度區(qū)域表面壓的平均值，所以，該傳感器無法用于研究單分子膜的均勻性。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種靈敏度高的超微力傳感器。
本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)發(fā)明的本實(shí)用新型由光纖1、光源2及光源支架3組成，光纖1的一端和光源2設(shè)在光源支架3上，在光纖的一端與光纖2之間設(shè)有透鏡4，為便于精度的調(diào)整，在光纖1上設(shè)有調(diào)節(jié)支座5。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)①靈敏度高。由于光纖1細(xì)而軟，故只需要微小力便可使光纖1的端部發(fā)生位移，而位移使得光探測器12接收到的光信號發(fā)生變化，端部發(fā)生位移，而位移使得光探測器12接收到的光信號發(fā)生變化，提高了靈敏度。在單分子膜壓過程中的表面壓測量技術(shù)領(lǐng)域，單分子膜的表面張力足以使光纖1發(fā)生位移，使光強(qiáng)信號發(fā)生變化。另外，由于光纖的細(xì)小使得本實(shí)用新型可對單分子膜的表面壓實(shí)現(xiàn)點(diǎn)測量，故能夠且有利于研究單分子膜的均勻性，對單分子膜的擾動也較小。
②由于本實(shí)用新型在光纖上設(shè)置了調(diào)節(jié)支座5，使本實(shí)用新型可以通過調(diào)整懸臂光纖的長度來改變靈敏度等級，以適于不同場合的需要。當(dāng)需要測量的力很小時，就可以增加懸臂光纖的長度，以提高傳感器的靈敏度。
③由于光束在光纖中傳輸，這就避免了因光源對被測樣品的照射所常帶來的誤差。另外，它還使光源與懸臂梁實(shí)現(xiàn)簡單的耦合。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)支座實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)支座另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
下參照附圖，對本實(shí)用新型的實(shí)施方案作一詳細(xì)描述本實(shí)用新型由光纖1、光源2及光源支架3組成，光源2可選用發(fā)光二極管或激光二極管、燈泡等，考慮到體積、價格等因素，在本實(shí)施例中可選用1.3μm的發(fā)光二極管或激光二極管，上述光纖1的一端和光源2設(shè)在光源支架3上，在光纖1的一端與光源2之間設(shè)有透鏡4，在光纖1上設(shè)有調(diào)節(jié)支座5，該調(diào)節(jié)支座5可為膠帶7，也可以由基座8和用于緊固光纖1的固緊螺釘9組成，在基座8上設(shè)有孔11，光纖1置于該孔11中，為避免因固緊而損壞光纖，本實(shí)用新型在固緊螺釘9與光纖1之間設(shè)有墊片10，本實(shí)用新型的靈敏度則是通過調(diào)整調(diào)節(jié)支座5至光纖1另一端的距離來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)確定了靈敏度，選擇了相應(yīng)的光纖懸臂長度，即可用調(diào)節(jié)支座將其固定下來。在使用本實(shí)用新型時，為簡便安裝，光纖1的另一端為斜面，在光纖1的另一端斜面上設(shè)有反射鏡6。
權(quán)利要求1.一種用于測量微弱力的微弱力傳感器，其特征在于本實(shí)用新型由光纖(1)、光源(2)及光源支架(3)組成，光纖(1)的一端和光源(2)設(shè)在光源支架(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微弱力傳感器，其特征在于在光纖(1)的一端與光源(2)之間設(shè)有透鏡(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微弱力傳感器，其特征在于在光纖(1)上設(shè)有調(diào)節(jié)支座(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微弱力傳感器，其特征在于調(diào)節(jié)支座(5)為膠帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微弱力傳感器，其特征在于調(diào)節(jié)支座(5)由基座(8)和用于緊固光纖(1)的固緊螺釘(9)組成，在基座(8)上設(shè)有孔(11)，光纖(1)置于該孔(11)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微弱力傳感器，其特征在于在固緊螺釘(9)與光纖(1)之間設(shè)有墊片(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的微弱力傳感器，其特征在于光纖(1)的另一端面為斜面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微弱力傳感器，其特征在于在光纖(1)的另一端斜面上設(shè)有反射鏡(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于測量微弱力的微弱力傳感器，該傳感器尤其適用于測量單分膜壓膜過程中的表面壓。本實(shí)用新型由光纖、光源及光源支架組成，光纖的一端和光源設(shè)在光源支架上，在光纖的一端與光源之間設(shè)有透鏡，在光纖上設(shè)有調(diào)節(jié)支座，該調(diào)節(jié)支座可為膠帶，也可由基座和用于固緊光纖的固緊螺釘組成，在基座上設(shè)有孔，光纖置該孔中，并由固緊螺釘壓緊。本實(shí)用新型可以通過調(diào)節(jié)支座來調(diào)整光纖的懸臂長度，從而提高靈敏度。
文檔編號G01L1/24GK2239620SQ95240828
公開日1996年11月6日 申請日期1995年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月7日
發(fā)明者朱榮, 陸祖宏, 肖爾·艾米特, 韋鈺 申請人:東南大學(xué)