[发明专利]基于光纤结构的倾角测量仪及系统

说明书

本发明涉及基于光纤结构的倾角测量仪及系统，具体涉及倾角测量装置领域。该基于光纤结构的倾角测量仪，使用时，衬底贴附在待测物体上，当待测物体倾斜时，腔室内也会倾斜，移动部位置会发生变化，由于腔室内的移动部在不同倾斜角度下的位置不同，从而，传送进输出光纤的光能量也就不同，通过探测透射光谱中透射峰的变化，可以实现该基于光纤结构的倾角测量仪对倾角的测量，由于移动部能对光纤中的光信号直接进行调制，可以大幅提高倾角测量仪的灵敏度，另外，当待测物体振动时，腔室内移动部也会随之运动，此时探测到的透射光谱也会发生明显变化，所以该倾角测量仪的另一个作用是实现对物体振动的探测。

技术领域

本发明涉及倾角测量装置领域，具体涉及一种基于光纤结构的倾角测量仪及系统。

背景技术

对倾斜角度、倾斜方向的实时监测在民用、军用、航天等领域均起着重要作用。例如：高层建筑、桥梁、大坝、大型装备都要经常监测它们相对于铅垂线的倾斜角度，军事上也经常需要建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。

与传统的基于电子元件的传感结构相比，光纤传感结构具有抗电磁干扰、抗腐蚀、结构小巧等优点。

然而，传统的光纤倾角测量仪，由于光纤材料本身高杨氏模量的限制，导致其在外界环境中倾角发生变化时对光信号的调制非常微弱，因此其灵敏度通常非常低。

发明内容

本发明的目的在于，本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于光纤结构的倾角测量仪，以解决上述现有技术中灵敏度通常非常低的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种基于光纤结构的倾角测量仪，倾角测量仪包括：输入光纤、腔室和输出光纤，其中，光源的输出端与输入光纤相连，输入光纤的输出端与腔室相连，腔室的输出端与输出光纤相连，腔室内设有移动部，移动部用于在震动的作用下发生位移。

可选地，腔室为球形或椭球形，移动部为球形。

可选地，移动部材料为水银、二氧化硅和金中至少一种。

可选地，腔室具有沿输入光纤和输出光纤的连接线轴对称。

可选地，输入光纤和输出光纤的直径相等。

可选地，移动部的体积大于等于腔室体积的1/10，小于等于腔室体积的3/10。

可选地，腔室的材料为二氧化硅。

可选地，在腔室的外部包覆有金属薄膜，金属薄膜的厚度大于100纳米。

可选地，腔室与输出光纤的连接位置为水平面。

第二方面，本发明提供了另一种基于光纤结构的倾角测量仪系统，系统包括：光源、探测器和第一方面任意一项的倾角测量仪，其中，光源的输出端与输入光纤相连，输出光纤的输出端与探测器相连。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种基于光纤结构的倾角测量仪，使用时，衬底贴附在待测物体上，当待测物体倾斜时，腔室内也会倾斜，移动部位置会发生变化。由于腔室内的移动部在不同倾斜角度下的位置不同，从而，传送进输出光纤的光能量也就不同，通过探测透射光谱中透射峰的变化，可以实现该基于光纤结构的倾角测量仪对倾角的测量。由于移动部能对光纤中的光信号直接进行调制，可以大幅提高倾角测量仪的灵敏度。另外，当待测物体振动时，腔室内移动部也会随之运动，此时探测到的透射光谱也会发生明显变化，所以该倾角测量仪的另一个作用是实现对物体振动的探测。此外，本发明基于光纤结构的倾角测量仪还具有设计灵活、可调谐、易于集成等优点。

附图说明