[发明专利]一种反射式光纤加速度测量装置

权利要求书

1.一种反射式光纤加速度测量装置，其特征在于：包括测量部分和信号处理部分，测量部分包括基座、壳体和设置在壳体内的测量机构，整体密封构成一个腔体，信号处理部分包括有准直光源、左探测器、右探测器、调理放大电路、驱动电路和微控制器；

所述的测量机构包括有传输光纤、左悬臂梁、左质量块、固定反射镜、左悬臂光纤、左耦合器、中间耦合器、右耦合器、右悬臂光纤、随动反射镜、右质量块和右悬臂梁，腔体的底部分别设置有用于安装左、中间、右光纤接口的过孔；所述腔体底面中间设置有立柱，左悬臂梁和右悬臂梁分别对称地设置在立柱顶端两侧，左、右质量块分别固定设置在左悬臂梁和右悬臂梁自由端端部；

左悬臂光纤的自由端端部设置有扩束器，固定反射镜固定设置在与扩束器相对的壳体内壁上；左悬臂光纤黏贴设置在左悬臂梁上端面，且左悬臂光纤的另一端与左耦合器的左接口连接，左耦合器的下行口通过光纤与左光纤接口连接，左耦合器的右接口通过光纤与中间耦合器的左口连接，左光纤接口通过光纤与左探测器连接；

右悬臂光纤的自由端设置有随动反射镜，所述的右悬臂光纤黏贴设置在右悬臂梁上端面，且右悬臂光纤的另一端与右耦合器的右接口连接，右耦合器的下行口通过光纤与右光纤接口连接，右耦合器的左接口通过光纤与中间耦合器的右接口连接，右光纤接口通过光纤与右探测器连接；

中间耦合器的下行接口通过光纤与中间光纤接口连接，中间光纤接口通过光纤与准直光源连接；所述的左、右探测器分别通过调理放大电路与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端通过驱动电路与准直光源连接。

2.根据权利要求1所述一种反射式光纤加速度测量装置，其特征是：所有测量部分中的材料、器件和连接固定工艺均不含金属和导磁成分材料。

3.根据权利要求1所述一种反射式光纤加速度测量装置，其特征是：悬臂梁为长方形薄板结构，采用乙缩醛共聚物构成的悬臂梁。

4.根据权利要求1所述一种反射式光纤加速度测量装置，其特征是：所述准直光源发射的光强度被中间耦合器均匀地分光导入左悬臂光纤和右悬臂光纤，经由固定反射镜和随动反射镜反射后按照各自的路径再次经由耦合器分别导向左探测器和右探测器。

5.根据权利要求1所述一种反射式光纤加速度测量装置，其特征是：测量时，左悬臂光纤接收固定反射镜的反射光强度发生变化，变化大小与加速度成正比，用于加速度参数测量；右悬臂光纤接收随动反射镜的反射光强度保持不变，该光强度信号作为光源出射光强度的实时修正系数，用于消除光源不稳定带来的测量误差。

6.根据权利要求1所述一种反射式光纤加速度测量装置，其特征是：还包括有保护固定套，所述的固定套分别用于固定和保证扩束器与左悬臂光纤同轴设置以及固定和保证随动反射镜中心与右悬臂光纤同轴。

7.根据权利要求1所述一种反射式光纤加速度测量装置，其特征是：所述的固定反射镜为长方形，所述的随动反射镜为圆形，且圆形端面半径不小于右悬臂光纤端面的半径。

8.根据权利要求1所述一种反射式光纤加速度测量装置，其特征是：所述的光纤接口为插拔式光纤接口，固定于基座底部，一端固定连接传输光纤，另一端通过插拔结构与外部测量传导光纤连接。

9.根据权利要求1所述一种反射式光纤加速度测量装置，其特征是：所述的基座底部开设有用于与被测体连接的螺纹孔。

10.基于如权利要求1—9任一权利要求所述反射式光纤加速度测量装置的使用方法，其特征是：所述测量被测体加速度的步骤包括：

A. 利用标准光源对系统进行标定，获取光源稳定度实时修正，实现参比测量；

B. 通过测量通道和补偿通道的对比测量，获取悬臂对应振动加速度的应变值；

C. 根据应变值计算得到质量块所受的作用力，进而得到质量块的相对加速度；

D. 根据质量块相对加速度与被测体加速度的对应关系计算得到被测体加速度值。