公开(公告)号：CN112082490B

公开(公告)日：2022-02-08

申请号：CN202011129953.X

申请日：2020-10-21

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院 ,  中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  李孟委 ,  亓杰 ,  张瑞 ,  金丽

IPC: G01B11/02

Abstract: 本发明属于位移传感器技术领域，具体涉及一种基于Talbot像和COMS相机结构的位移传感器，包括光源、凸透镜、光栅、COMS相机，所述光源设置在凸透镜的焦点处，所述光源发出的散射光通过凸透镜后成为平行光束，所述平行光束的光路方向上设置有光栅，所述平行光束经光栅发生衍射干涉，所述平行光束在光栅后形成Talbot像，所述COMS相机设置在任一级的Talbot像上；本发明通过光学设计使光源位移与Talbot像周期相结合，通过COMS相机对Talbot像周期进行测量进而实现对光源位移的测量，实现位移信号输出，仅使用光源、凸透镜、光栅、COMS相机器件，结构较为简单；同时，通过对Talbot像周期的测量也可实现对光源的准直，进而提高定位精度。本发明用于光微位移的测量。

公开(公告)号：CN112082490A

公开(公告)日：2020-12-15

申请号：CN202011129953.X

申请日：2020-10-21

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院 ,  中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  李孟委 ,  亓杰 ,  张瑞 ,  金丽

IPC: G01B11/02

Abstract: 本发明属于位移传感器技术领域，具体涉及一种基于Talbot像和COMS相机结构的位移传感器，包括光源、凸透镜、光栅、COMS相机，所述光源设置在凸透镜的焦点处，所述光源发出的散射光通过凸透镜后成为平行光束，所述平行光束的光路方向上设置有光栅，所述平行光束经光栅发生衍射干涉，所述平行光束在光栅后形成Talbot像，所述COMS相机设置在任一级的Talbot像上；本发明通过光学设计使光源位移与Talbot像周期相结合，通过COMS相机对Talbot像周期进行测量进而实现对光源位移的测量，实现位移信号输出，仅使用光源、凸透镜、光栅、COMS相机器件，结构较为简单；同时，通过对Talbot像周期的测量也可实现对光源的准直，进而提高定位精度。本发明用于光微位移的测量。

公开(公告)号：CN112600462A

公开(公告)日：2021-04-02

申请号：CN202011454579.0

申请日：2020-12-10

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院 ,  中北大学

Inventor： 金丽 ,  武绍宽 ,  辛晨光 ,  李孟委

IPC: H02N2/18

Abstract: 本发明属于能量收集技术领域，具体涉及一种MEMS多频振动的电磁能量收集器，包括上层部分和下层部分，上层部分包括能量收集器结构、感应线圈，下层部分包括支撑框架、永磁体，支撑框架的中心处设置有凹槽，永磁体粘合在支撑框架凹槽的中央位置，永磁体的上方设置有能量收集器结构，能量收集器结构上设置有感应线圈。本发明提出的能量收集器利用回折梁结构工作频带宽的特点，极大地提高能量收集器的带宽，并且不需要外加激励，具有结构简单、灵敏度高、可靠性好，易批量化生产、制作成本低，功率输出高等优点。本发明用于能量的收集。

公开(公告)号：CN112491233A

公开(公告)日：2021-03-12

申请号：CN202011454522.0

申请日：2020-12-10

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院 ,  中北大学

Inventor： 金丽 ,  罗戴钟 ,  武绍宽 ,  张瑞 ,  辛晨光 ,  李孟委

IPC: H02K35/02

Abstract: 本发明属于能量收集技术领域，具体涉及一种基于电磁感应原理的MEMS三轴能量收集器，包括上层结构和下层结构，所述上层结构设置在下层结构的上方，所述上层结构包括支撑框架、面内振动结构、离面振动结构，所述面内振动结构、离面振动结构设置在支撑框架上，所述下层结构包括磁体基座、第一永磁体、第二永磁体，所述第一永磁体、第二永磁体均镶嵌在磁体基座内。本发明提出的三轴能量收集器利用电磁感应原理收集环境中的振动能，并且环境适应性极强，能为各种无线传感网络提供必要的能源，具有结构简单、加工方便、易集成、效率高、寿命长等优点。本发明用于能量的收集。

公开(公告)号：CN113916158B

公开(公告)日：2024-06-21

申请号：CN202111170667.2

申请日：2021-10-08

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  杨志涌 ,  李孟委 ,  金丽 ,  李晋华

IPC: G01B11/26

Abstract: 本发明属于角度传感器技术领域，具体涉及一种基于环形光栅阵列的双光栅机构角度传感器，包括点光源、内层环形光栅、第一外层位错式环形光栅、第二外层位错式环形光栅、透镜、二象限探测器，所述点光源、内层环形光栅、外层位错式环形光栅、外层位错式环形光栅、透镜、二象限探测器在同一光轴方向上，所述点光源和内层环形光栅放置在圆形的固定台上，所述固定台固定在待测物体表面，所述第一外层位错式环形光栅、第二外层位错式环形光栅和二象限探测器放置在地面或静止台面上。本发明基于圆形微纳光栅曲面自成像效应，使用双层环形光栅结构实现光学角度信号输出，利用圆形光栅和位错式环形光栅阵列，实现360°全角度高灵敏角度测量。

公开(公告)号：CN116699172A

公开(公告)日：2023-09-05

申请号：CN202310695297.7

申请日：2023-06-13

Applicant: 中北大学

Inventor： 金丽 ,  张晓玉 ,  李孟委 ,  王策

IPC: G01P15/03 ,  G01P15/18 ,  G01P1/00

Abstract: 本发明属于加速度传感装置技术领域，具体涉及一种基于纳米光栅干涉式二维加速度传感装置，所述激光器包括第一激光器和第二激光器，所述分束镜设置在第一激光器和第二激光器的光路方向上，所述第一激光器经分束镜的反射光路上设置有第一金属反射结构，所述第二激光器经分束镜的反射光路上设置有第一光栅加速度计结构，所述第一激光器经分束镜的透射光路上设置有第二金属反射结构，所述第二激光器经分束镜的透射光路上设置有第二光栅加速度计结构。本发明利用纳米光栅衍射光强的变化来实现微位移测量，进而检测加速度的大小，使测量系统具有更高的灵敏度和分辨率。

公开(公告)号：CN113916209A

公开(公告)日：2022-01-11

申请号：CN202111164538.2

申请日：2021-09-30

Applicant: 中北大学

Inventor： 金丽 ,  徐浩东 ,  辛晨光 ,  李晋华 ,  李孟委

IPC: G01C19/58 ,  G02B27/42

Abstract: 本发明属于微机械陀螺技术领域，具体涉及一种基于双层光栅近场泰伯效应的微机械陀螺，所述激光器的光路方向上设置有上层玻璃板，所述上层玻璃板的底部固定有上层光栅，所述上层光栅的正下方设置有可动敏感结构，所述下层光栅设置在可动敏感结构上，所述可动敏感结构的下方设置有磁铁，所述磁铁的中心处设置有下层玻璃板，所述下层玻璃板设置在可动敏感结构的正下方，所述下层玻璃板的下方设置有光电探测器。本发明使用基于光栅近场泰伯效应原理的测量方法，相较于较为常见的远场衍射，本发明采用近场衍射可以简化微陀螺结构中位移测量系统，减小了陀螺体积，提高微陀螺的集成度，有利于陀螺的微型化。

公开(公告)号：CN110940830B

公开(公告)日：2021-12-07

申请号：CN201911273080.7

申请日：2019-12-12

Applicant: 中北大学

Inventor： 张瑞 ,  李孟委 ,  亓杰 ,  金丽 ,  辛晨光

IPC: G01P15/03

Abstract: 本发明属于加速度计技术领域，具体涉及一种基于二维光栅和四象限探测器的两轴加速度计结构，包括上层结构、中层结构和下层结构，中层结构设置在上层结构与下层结构之间，上层结构的中部设置有二维光栅，中层结构的上设置有质量块，质量块上固定有玻璃基底，玻璃基底上固定有一维光栅，下层结构的中部设置有四象限探测器，二维光栅的顶部设置有激光器。本发明通过一层二维光栅和四象限的一维光栅实现的双轴加速度测量，较传统加速度计，提高了检测量程，同时，利用相错四分之一光栅周期的一维光栅实现两个相位差90°的A、B相信号，从而实现进一步的电学细分，提高了加速度计的灵敏度。本发明用于载体加速度的测量。

公开(公告)号：CN111207674B

公开(公告)日：2021-08-24

申请号：CN202010050880.9

申请日：2020-01-17

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  李孟委 ,  亓杰 ,  张瑞 ,  金丽

IPC: G01B11/02 ,  G02B27/28

Abstract: 本发明属于位移传感器技术领域，具体涉及一种基于单层光栅多次衍射的位移传感器，激光器的直射光路上依次设置有偏振片和分光镜，第一反射镜、第二反射镜分别设置在分光镜的两侧，分光镜的与第一反射镜之间设置有半波片，两路光束分别经过第一反射镜、第二反射镜反射后垂直射入光栅上，光栅的一侧设置有两个第三反射镜，两路光束经光栅和两个第三反射镜多次衍射后通过四分之一波片射入偏振分光棱镜，第一探测器和第二探测器分别设置在偏振分光棱镜的分光方向上。本发明通过多次衍射的方法提高了位移测量灵敏度，且本发明通过优化光栅参数提高了光栅一级光衍射效率，实现了高对比度的信号输出。本发明用于位移的测量。

公开(公告)号：CN112710292A

公开(公告)日：2021-04-27

申请号：CN202011457459.6

申请日：2020-12-10

Applicant: 中北大学南通智能光机电研究院

Inventor： 金丽 ,  王旭虎 ,  张瑞 ,  辛晨光 ,  李孟委

IPC: G01C19/02

Abstract: 本发明属于微机械陀螺技术领域，具体涉及一种基于隧道磁阻检测的频率可调谐微机械陀螺结构，包括玻璃基板、支撑结构、驱动质量块、检测质量块、第一支撑梁、第二支撑梁、驱动导线、驱动反馈导线、第一调节电极、第二调节电极、第三调节电极、第四调节电极、导线圈，所述支撑结构通过阳极键合固定在玻璃基板上，所述第一支撑梁、第二支撑梁均有四个，所述支撑结构通过四个第一支撑梁连接有驱动质量块，所述驱动质量块通过四个第二支撑梁连接有检测质量块，所述驱动质量块的两侧分别设置有驱动导线、驱动反馈导线。本发明微机械陀螺结构设计合理、接口电路简单、检测精度高，可解决角速率信号检测的难题。