[发明专利]基于干涉原理的光纤水平仪

说明书

本发明公开了一种基于干涉原理的光纤水平仪，包括：光源、耦合器、连通器以及光探测器，连通器由不在一个平面内的N个管组成且相邻两个管的上部和下部分别连通，每个管内装有液体且管内液面呈弧形；耦合器第一端口通过尾纤一与光源相连，耦合器第二端口通过尾纤二与光探测器相连，耦合器第三端口通过尾纤三接入管一，耦合器的第四端口通过尾纤四接入管二，…，耦合器的第N+2端口通过尾纤N+2接入管N，N≥3；尾纤三、尾纤四、…、尾纤N+2端部分别插入管一、管二、…、管N中且与管内液面上表面的距离分别为h1、h2、…、hN。本发明的有益效果：降低了测量误差，提高了灵敏度，输出数据易于量化、长时间连续测量并记录数据。

技术领域

本发明涉及机械行业和仪表制造技术领域，具体而言，涉及一种基于干涉原理的光纤水平仪。

背景技术

水平仪是一种测量小角度的常用量具，应用在建筑、装修等领域来确定水平线、水平面，常用的水平仪有板尺、塑料软管连通器、普通水准仪、激光水平仪等。

目前，现有的水平仪已经很难满足生产和发展的需求，尤其是气泡水平仪和电子水平仪不能满足精度要求，主要表现在调节能力比较弱，对数据的处理灵敏度不高。所以研究分辨率更高、性能更好的新式水平仪具有重要的现实意义。随着光学领域的发展，也出现了激光水平仪。激光水平仪由于具有测量准确、迅速等优点被大型建筑及装修工程广泛应用，但其结构复杂、价格昂贵。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测量更加准确、灵敏度更高的基于干涉原理的光纤水平仪。

本发明提供了一种基于干涉原理的光纤水平仪，包括：光源、耦合器、连通器以及光探测器，所述连通器由不在一个平面内的N个管组成且相邻两个管的上部和下部均连通，每个管内装有液体且管内液面呈弧形；

所述耦合器的第一端口通过尾纤一与所述光源相连，所述耦合器的第二端口通过尾纤二与所述光探测器相连，所述耦合器的第三端口通过尾纤三接入管一中，所述耦合器的第四端口通过尾纤四接入管二中，……，所述耦合器的第N+2端口通过尾纤N+2接入管N中；其中，N≥3且为整数；

所述尾纤三、所述尾纤四、…、所述尾纤N+2的端部分别插入管一、管二、…、管N中且与管内液面上表面的距离分别为h1、h2、……、hN，上述距离均为正数，所述管一、所述管二、…、所述管N的顶部均密封。

作为本发明进一步的改进，所述连通器中，相邻两个管的上部和下部分别通过连通管连通；或，所述N个管的上部和下部分别通过盒体连通。

作为本发明进一步的改进，所述管一、所述管二、…、所述管N的截面形状完全相同或完全不相同或不完全相同。

作为本发明进一步的改进，所述管一、所述管二、…、所述管N的截面形状分别为圆形、三角形、方形、椭圆形和五边形中的一种。

作为本发明进一步的改进，所述管一、所述管二、…、所述管N内部的截面尺寸均小于1mm。

作为本发明进一步的改进，其特征在于，N的取值范围为3～20。

作为本发明进一步的改进，所述尾纤三、所述尾纤四、…、所述尾纤N+2 分别插入所述管一、所述管二、…、所述管N的中轴线处。

作为本发明进一步的改进，当管内液面为上凸弧形时，所述尾纤三、所述尾纤四、…、所述尾纤N+2的端部与所述管一、所述管二、…、所述管N 的管内液面最高点的距离分别为h1、h2、……、hN；

当管内液面为下凹弧形时，所述尾纤三、所述尾纤四、…、所述尾纤N+2 的端部与所述管一、所述管二、…、所述管N的管内液面最低点的距离分别为h1、h2、……、hN；

上述距离均为正数。

作为本发明进一步的改进，所述液体为水银。