[发明专利]基于干涉原理的光纤单向水平仪

说明书

本发明公开了一种基于干涉原理的光纤单向水平仪，包括：光源、耦合器、连通器以及光探测器，连通器由在一个平面内的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≥2；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单向水平仪。

背景技术

水平仪从过去简单的气泡水平仪到现在的电子水平仪已经历经多次更新。水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中占有重要的地位。用它可以测量对于水平位置的倾斜度、两部件相互平行度和垂直度，机床、仪器导轨的直线度，工作台平面度，以及平板的平面度等。

随着精密制造技术的发展，已有的气泡水平仪和电子水平仪不能满足精度要求。研究分辨率更高、性能更好的新式水平仪具有重要意义。目前在国内制作的水平仪已经很难满足生产和发展的需求。尤其是在智能化方面差距还是比较大，对数据的处理灵敏度不高，调节能力比较弱。但是国内近几年在水平仪的研制方面也做了许多努力。如从一开始简而易做的气泡水平仪到智能化电子水平仪，随着光学领域的发展，也出现了激光水平仪。目前许多领域都正在应用气泡水平仪，但是主观测量误差大，灵敏度不高，从而影响工作的效率以及准确度。

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单向水平仪。

本发明提供了一种基于干涉原理的光纤单向水平仪，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。

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2～20。

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。