技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 作为本发明进一步的改进，所述N的取值范围为2～6。
[0010] 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。
[0011] 作为本发明进一步的改进，所述液体为
水银。
[0012] 本发明的有益效果为：
[0013] 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
[0014] 图1为本发明第一
实施例所述的光纤加速度计；
[0015] 图2为本发明第二实施例所述的光纤加速度计；
[0016] 图3为本发明第三实施例所述的光纤加速度计；
[0017] 图4为本发明第四实施例所述的光纤加速度计。
[0018] 图中，
[0019] 1、光源；2、耦合器；4、液体；5、光探测器；21、尾纤一；22、尾纤二；23、尾纤三；…；2N+2、尾纤N+2；31、管一；32、管二；…；3N、管N；61、气体一；62、气体二；…；6N、气体N。
具体实施方式
[0020] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0021] 实施例1，如图1所示，本发明第一实施例的光纤加速度计，包括：光源1、耦合器2、连通器以及光探测器5，所述连通器由底部连通的四个管组成，并注入液体4；液体4处于四个管的底部，液体4在管内的液面呈弧形；
[0022] 所述耦合器2的第一端口通过尾纤一21与所述光源1相连，所述耦合器2的第二端口通过尾纤二22与所述光探测器5相连；所述耦合器2的第三端口通过尾纤三23接入管一31中，所述耦合器2的第四端口通过尾纤四24接入管二32中，所述耦合器2的第五端口通过尾纤五25接入管三33中，所述耦合器2的第六端口通过尾纤六26接入管四34中。
[0023] 所述尾纤三23、尾纤四24、尾纤五25、尾纤六26的端部与管内液面的距离分别为h1、h2、h3、h4，上述距离均为正数，所述管一31、管二32、管三33、管四34的顶部均密封；所述尾纤三23、尾纤四24、尾纤五25、尾纤六26的端部与管内液面之间分别填充气体一61、气体二62、气体三63、气体四64。
[0024] 所述管一31、管二32、管三33、管四34内部的截面尺寸均小于1mm，各个管的轴线相互成相同
角度的空间角，即，将各个管的连通点置于正四面体的中心位置，则四个管将分别通过正四面体的四个
顶点。
[0025] 所述尾纤三23、尾纤四24、尾纤五25、尾纤六26分别插入所述管一31、管二32、管三33、管四34的中轴线处。
[0026] 本实施例中液体4采用水银，但并不仅限于此，任何能反射光的液体都可以。
[0027] 由于各个管的直径较小和液体4表面
张力的存在，液体4在连通器内的液面呈弧形，气体一61、气体二62、气体三63和气体四64的气压平衡保证体4始终处于各个管的底部。
[0028] 光源1输出的
光信号通过尾纤一21经过耦合器2分别进入尾纤三23、尾纤四24、尾纤五25和尾纤六26，并传输至管一31、管二32、管三33和管四34内液体4的上表面通过反射返回至耦合器2发生干涉，再经过尾纤二22传输至光探测器5。当加速度计受到加速度影响时，液体4相对连通器的位置发生改变，尾纤三23、尾纤四24、尾纤五25和尾纤六26与液体4的上表面距离h1、h2、h3和h4发生变化，导致四路光的光程差改变，从而光探测器5测得的光信号随之改变，使得不同的加速度大小及加速度方向对应不同的光信号，实现了加速度的矢量测量。
[0029] 实施例2，如图2所示，本发明第二实施例的光纤加速度计，与实施例1不同之处在于，本实施例中连通器由两个在一条直线上的管构成，即N＝2。本实施例所述结构仅能测量沿两个管轴向的加速度变化。
[0030] 实施例3，如图3所示，本发明第三实施例的光纤加速度计，与实施例1不同之处在于，本实施例中连通器由三个互成90度的管构成，即N＝3。
[0031] 实施例4，如图4所示，本发明第四实施例的光纤加速度计，与实施例1不同之处在于，本实施例中连通器由六个管构成，即N＝6，管一31、管二32、管三33互成90度角，管一31和管四34在同一直线上，管二32和管五35在同一直线上，管三33和管六36在同一直线上。
[0032] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
