[发明专利]一种基于抗磁体悬浮的惯性传感器

权利要求书

1.一种基于抗磁体悬浮的惯性传感器，其特征在于，包括：抗磁体悬浮结构和光学位移传感器；

所述抗磁体悬浮结构包括：固定永磁体、悬浮永磁体、悬浮永磁体保护结构以及抗磁材料；所述固定永磁体固定于悬浮永磁体的正上方，用于为悬浮永磁体提供悬浮力，以克服所述悬浮永磁体的重力，使得所述悬浮永磁体悬浮；所述悬浮永磁体保护结构位于悬浮永磁体的外围，所述抗磁材料对称固定于悬浮永磁体保护结构的内置面，提供对称的抗磁力来限制悬浮永磁体的运动；当抗磁体悬浮结构受到外界作用力导致悬浮永磁体位置发生变化时，所述抗磁力作为类弹性恢复力以约束所述悬浮永磁体的位置；

所述光学位移传感器用于检测悬浮永磁体在空间的位移变化，通过空间位移变化确定所述抗磁体悬浮结构所受的外界作用力对应的惯性加速度；

所述抗磁材料固定于悬浮永磁体保护结构的左侧内置面与右侧内置面、和/或前侧内置面与后侧内置面、和/或上侧内置面与下侧内置面，用于检测悬浮永磁体的六个自由度的运动情况，包括三个平动和三个转动情况；

所述光学位移传感器包括：透镜、光纤、适配器、耦合器以及激光二极管；

激光二极管用于产生光源，光源由光纤进入耦合器到达适配器，通过透镜准直后，穿过悬浮永磁体保护结构，在光纤端面和悬浮永磁体表面形成法布里-珀罗腔，得到干涉光束；

干涉光束经过适配器、耦合器到达光电探测器，通过光电探测器解调干涉光束的光谱变化信息，得到悬浮永磁体的位移变化，以确定所述抗磁体悬浮结构所受的外界作用力对应的惯性加速度。

2.根据权利要求1所述的基于抗磁体悬浮的惯性传感器，其特征在于，所述悬浮永磁体的表面能够沉积金属薄膜，以增强悬浮永磁体表面的反射率；

所述光纤固定在悬浮永磁体的六个面，用以检测悬浮永磁体六个自由度的运动情况；光束由光纤耦合入射到所述悬浮永磁体表面或者金属薄膜表面，在悬浮永磁体表面或者金属薄膜表面反射后，入射光和反射光在法布里-珀罗腔形成双光束干涉；

所述光电探测器用于检测所述双光束干涉的光谱信号；当所述悬浮永磁体位置发生变化后，所述法布里-珀罗腔的间距发生变化，所述双光束干涉的光谱信号发生变化；所述光电探测器通过所述光谱信号的变化解调出悬浮永磁体的空间位移变化值，以确定抗磁体悬浮结构所受的外界作用力对应的惯性加速度。

3.根据权利要求1所述的基于抗磁体悬浮的惯性传感器，其特征在于，所述光纤穿过所述抗磁材料的中心，形成对悬浮永磁体六个面运动的检测。

4.根据权利要求1或2所述的基于抗磁体悬浮的惯性传感器，其特征在于，所述固定永磁体为钕铁硼永磁材料或者衫钴永磁材料。

5.根据权利要求1或2所述的基于抗磁体悬浮的惯性传感器，其特征在于，所述悬浮永磁体为钕铁硼永磁材料或者衫钴永磁材料。

6.根据权利要求1或2所述的基于抗磁体悬浮的惯性传感器，其特征在于，所述抗磁材料为热解石墨材料或者铋。