[发明专利]光纤加速度计

说明书

本发明公开了光纤加速度计，包括：光源、耦合器、连通器、液体、光探测器，连通器由底部连通的N个管组成，并注入液体；液体处于N个管的底部，液体在管内的液面呈弧形；耦合器的第一端口通过尾纤一与光源相连，耦合器的第二端口通过尾纤二与光探测器相连；耦合器的第三端口通过尾纤三接入管一中，耦合器的第四端口通过尾纤四接入管二中，…，耦合器的第N+2端口通过尾纤N+2接入管N中；其中，N≥2且为整数；尾纤三、尾纤四、…、尾纤N+2的端部与管内液面的距离分别为h1、h2、…、hN，上述距离均为正数；各个管的顶部密封且填充气体。本发明的有益效果为：降低了测量误差，提高了灵敏度，提升抗电磁干扰性能。

技术领域

本发明涉及机械行业、运动载具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加速度计。

背景技术

加速度计是一种感知运动载体瞬时加速度状态的传感器，加速度的测量是工程技术中的一项重要课题。运动载体具有加速度时，载体内的各种设备都会受到力的作用。特别是对于例如：飞机、火箭、船舶、舰艇、卫星等等的空间位置的测量，通过加速度的检测结合初始位置信息，进行积分运算可以计算出载体的实时空间位置。

加速度计的类型较多，按工作方式区分包括机械式、电子式、光电式等。机械式的加速度计主要是通过力学规律检测载体中物体的受力情况进行对应加速度值的测量，这种装置结构简单，无需电信号参与，但一般响应时间较长，不适合高频率振动的检测；电子式通常是将加速度引起的力、位移等特性转换为电信号，更加利于信息的采集，由于电信号容易受电磁干扰的影响，无法应用于高强度电磁场的测量环境。光电式一般与微机械相结合，集成了光学的抗电磁干扰和微机械结构灵活的优点，但对加工精度要求较高，并且仍有部分结构中有电信号的参与。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种敏感度高，稳定性强，抗电磁干扰的光纤加速度传感器。

本发明提供了一种光纤加速度计，包括：光源、耦合器、连通器以及光探测器，所述连通器由底部连通的N个管组成，并注入液体；液体处于N个管的底部，液体在管内的液面呈弧形。

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≥2且为整数。

所述尾纤三、所述尾纤四、…、所述尾纤N+2的端部与管内液面的距离分别为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；所述尾纤三、所述尾纤四、…、所述尾纤N+2的端部与管内液面之间分别填充气体一、气体二、…、气体N。

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，所述N的取值范围为2～6。

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，所述液体为水银。

本发明的有益效果为：

通过各路光的光程差实现加速度的测量，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，没有电信号参与，抗电磁干扰性能提升。

附图说明

图1为本发明第一实施例所述的光纤加速度计；

图2为本发明第二实施例所述的光纤加速度计；

图3为本发明第三实施例所述的光纤加速度计；

图4为本发明第四实施例所述的光纤加速度计。