什么是振动传感器

来自ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)的博士后研究员JorisvanHeijningen开发了世界上最灵敏的惯性     振动       传感器   。现在,他提出了一种类似的设计,但使用低温温度低于10Hz的频率灵敏度要高50倍。

这种新型传感器可在10到100毫秒(10Hz到100Hz)的周期内     测量   出几飞秒(十亿分之一米的百万分之一)的振动。最近发表在IOP的《仪器仪表杂志》上的这篇论文揭示了下一代地震隔离系统的原型,该系统使用低温(低于9.2度且高于绝对零)的灵敏度低至1Hz。

即使我们感觉不到,但由于宇宙和地球的许多不同事件,我们的星球总是在微小地振动。例如,来自引力波(时空的微小波动);海浪撞击岸边;或人类活动。vanHeijningen博士认为,某些地方的振动要比其他地方大,如果绘制这些振动,它们会位于称为Pe     te       rs   on低噪声模型(LNM/HNM)的两条线之间。

‘已经开发出最好的商用振动传感器,使其灵敏度低于LNM.它们足够灵敏,可以以良好的信噪比测量地球上的所有地方。”vanHeijningen说。

迄今为止,     激光   干涉仪引力波天文台(LIGO)拥有四公里长臂,使用地震隔离系统来防止地球振动影响科学测量。但是,未来的重力波探测器需要更先进,更精确的振动传感器。

科学家们已经在研究第三代探测器,它们将具有每年探测数百个黑洞合并,测量其质量和自旋的能力,甚至比LIGO或欧洲同类产品处女座所能测量的还要多。

在美国,将有一个Cos     mi   cExplorer:一个40公里的天文台,每年可以发现成千上万个黑洞合并。同样令人印象深刻的是欧洲的爱因斯坦望远镜,其10公里的武装三角构造被埋在地下。

vanHeijningen解释说,未来的探测器将能够以低于当前截止频率10Hz的频率测量引力波,“因为那是黑洞碰撞信号潜伏的地方”。但是,这些大型检测器的主要问题之一是它们必须非常稳定-最小的振动会阻碍检测。

实质上,使系统接近开尔文零度(比零摄氏度低270度)非常重要,可以大大降低所谓的热噪声,该噪声在低频时很普遍。从某种意义上讲,温度是原子的振动,这种微小的振动会在我们的传感器和检测器中引起噪声,”vanHeijningen说。尖端的振动传感器可以改善下一代重力波探测器的功能,以从地球运动的背景嗡嗡声中找到最微小的宇宙波。

未来的探测器将需要冷却至低温,但这绝非易事。一旦科学家实现了这一目标,按照此建议设计,开发低温环境将改善传感器性能。vanHeijningen在比利时UCLo     uv       ai   n担任研究科学家的新职位时,计划对该传感器设计进行原型设计并     测试   其对爱因斯坦望远镜的性能。

什么是振动传感器_设计制作_可编程逻辑
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