【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测，特别是涉及一种倾角传感器、倾角传感系统和倾角测量方法。
技术介绍
1、随着科学技术和生产生活的不断发展，角度测量越来越广泛的应用于科研、工业生产等许多领域，技术水平和测量准确度也在不断提高，因此倾角传感器被广泛应用于道路检测，桥梁监测，建筑物健康监测，国防工业，航空航天，科学研究等领域。常规倾角传感器根据其工作原理，可以分为电学式和机械式，然而两种倾角传感器均存在一些无法克服的缺点。例如，电学式倾角传感器在一些复杂电磁环境下无法正常使用，机械式倾角传感器则存在体积笨重、检测精度低、易产生机械疲劳等缺点。
技术实现思路
1、为了解决上述问题至少之一，本专利技术第一方面提供一种基于光力效应的倾角传感器，包括：传感探头，检测通道和光电探测器，其中，
2、所述传感探头包括多个传输光纤和微粒；
3、所述检测通道，用于接收外部光源发射的多路标准激光信号，将所述标准激光信号传输至所述传感探头的各传输光纤以形成多个光阱，并接收经所述传感探头的微粒反射的多个反射激光信号、分别将各反射激光信号与所述标准激光信号进行干涉以形成多个干涉光信号，所述干涉光信号包括所述微粒的位置信息；
4、所述光电探测器，用于实时捕捉所述干涉光信号并转换为干涉电信号。
5、例如，在本申请一些实施例提供的倾角传感器中，所述传感探头包括设置在壳体内对称安装的第一传输光纤和第二传输光纤、以及第三传输光纤和第四传输光纤；
6、所述第一传输光纤的端面和第二
7、所述第三传输光纤的端面和第四传输光纤的端面正对设置，所述第三传输光纤输入的标准激光信号与所述第四传输光纤输入的标准激光信号相向传播以形成第二光阱；
8、所述微粒位于所述第一光阱和第二光阱之间，并且所述微粒响应于所述第一传输光纤到第四传输光纤的标准激光信号、以及重力呈悬浮状态。
9、例如，在本申请一些实施例提供的倾角传感器中，所述壳体为真空正方体结构，所述壳体中两两相对设置的4个表面的中心位置分别设置与所述第一传输光纤到第四传输光纤相连接的光纤引导孔，并且，各传输光纤与对应的表面垂直设置。
10、例如，在本申请一些实施例提供的倾角传感器中，所述检测通道包括：分别与所述传感探头的第一传输光纤到第四传输光纤连接的4个源传输光纤、分别与所述传感探头的第一传输光纤到第四传输光纤对应的4个检测子通道、以及与所述检测子通道一一对应的4个参考传输光纤，其中，
11、所述检测子通道，用于接收外部光源发射的标准激光信号并通过源传输光纤传输至所述传感探头中对应的传输光纤，接收经所述微粒反射后的反射激光信号，并将所述反射激光信号与对应的参考传输光纤中传输的标准激光信号进行干涉以形成所述干涉光信号。
12、例如，在本申请一些实施例提供的倾角传感器中，每个检测子通道包括环形器、中间传输光纤和耦合器，其中
13、所述环形器，包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口与所述源传输光纤连接，所述第二端口与所述传输光纤连接，所述第三端口与所述中间传输光纤连接，用于将所述源传输光纤传输的标准激光信号传输至所述传输光纤，所述传输光纤接收所述微粒反射的反射激光信号并传输至所述中间传输光纤；
14、所述耦合器，用于将所述中间传输光纤传输的反射激光信号与所述参考传输光纤传输的标准激光信号进行干涉并生成所述干涉光信号。
15、例如，在本申请一些实施例提供的倾角传感器中，所述传感探头还包括设置在壳体内对称安装的第五传输光纤和第六传输光纤，
16、所述第五传输光纤的端面和第六传输光纤的端面正对设置，所述第五传输光纤输入的标准激光信号与所述第六传输光纤输入的标准激光信号相向传播以形成第三光阱。
17、本专利技术第二方面提供一种倾角传感系统，包括光源，处理器，以及如第一方面所述的倾角传感器，其中，
18、所述光源，用于发射多路标准激光信号至所述倾角传感器；
19、所述处理器，用于根据预先标定的平衡态干涉电信号与所述倾角传感器输出的干涉电信号获取所述倾角传感器的微粒的位移信息，并根据所述位移信息获取所述传感探头的倾角和倾斜方向。
20、例如，在本申请一些实施例提供的倾角传感系统中，所述处理器包括位移倾角对照表，所述位移倾角对照表包括位移信息、与所述位移信息对应的倾角和倾斜方向；
21、所述处理器根据所述位移信息查找所述位移倾角对照表以获取所述传感探头的倾角和倾斜方向。
22、例如，在本申请一些实施例提供的倾角传感系统中，所述标准激光信号的波长大于等于1530nm并且小于等于1565nm。
23、本专利技术第三方面提供一种应用如第二方面所述的倾角传感系统的倾角测量方法，包括：
24、利用倾角传感器的检测通道接收光源发射的多路标准激光信号，所述检测通道将所述标准激光信号传输至所述倾角传感器的传感探头的各传输光纤以形成多个光阱，所述检测通道接收经所述传感探头的微粒反射的多个反射激光信号、分别将各反射激光信号与所述标准激光信号进行干涉以形成多个干涉光信号，所述干涉光信号包括所述微粒的位置信息；
25、利用所述倾角传感器的光电探测器实时捕捉所述干涉光信号并转换为干涉电信号；
26、利用处理器根据预先标定的平衡态干涉电信号与所述干涉电信号获取所述微粒的位移信息，所述处理器根据所述位移信息获取所述传感探头的倾角和倾斜方向。
27、例如，在本申请一些实施例提供的倾角测量方法中，所述传感探头包括设置在壳体内对称安装的第一传输光纤和第二传输光纤、以及第三传输光纤和第四传输光纤；
28、所述检测通道将所述标准激光信号传输至所述倾角传感器的传感探头的各传输光纤以形成多个光阱进一步包括：
29、所述第一传输光纤输入的标准激光信号与所述第二传输光纤输入的标准激光信号相向传播并形成第一光阱，所述第一传输光纤的端面和第二传输光纤的端面正对设置；
30、所述第三传输光纤输入的标准激光信号与所述第四传输光纤输入的标准激光信号相向传播并形成第二光阱，所述第三传输光纤的端面和第四传输光纤的端面正对设置；
31、所述微粒响应于所述第一传输光纤到第四传输光纤的标准激光信号、以及重力呈悬浮状态。
32、例如，在本申请一些实施例提供的倾角测量方法中，所述检测通道包括：与所述第一传输光纤连接的第一源传输光纤、与所述第二传输光纤连接的第二源传输光纤、与所述第三传输光纤连接的第三源传输光纤、与所述第四传输光纤连接的第四源传输光纤，与所述第一传输光纤对应的第一检测子通道、与所述第二传输光纤对应的第二检测子通道、与所述第三传输光纤对应的第三检测子通道、与所述第四传输光纤对应的第四检测子通道，与所述第一检测子通道对应的第一参考传输光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于光力效应的倾角传感器，其特征在于，包括：传感探头，检测通道和光电探测器，其中，
2.根据权利要求1所述的倾角传感器，其特征在于，所述传感探头包括设置在壳体内对称安装的第一传输光纤和第二传输光纤、以及第三传输光纤和第四传输光纤；
3.根据权利要求2所述的倾角传感器，其特征在于，所述壳体为真空正方体结构，所述壳体中两两相对设置的4个表面的中心位置分别设置与所述第一传输光纤到第四传输光纤相连接的光纤引导孔，并且，各传输光纤与对应的表面垂直设置。
4.根据权利要求3所述的倾角传感器，其特征在于，所述检测通道包括：分别与所述传感探头的第一传输光纤到第四传输光纤连接的4个源传输光纤、分别与所述传感探头的第一传输光纤到第四传输光纤对应的4个检测子通道、以及与所述检测子通道一一对应的4个参考传输光纤，其中，
5.根据权利要求4所述的倾角传感器，其特征在于，每个检测子通道包括环形器、中间传输光纤和耦合器，其中
6.根据权利要求1所述的倾角传感器，其特征在于，所述传感探头还包括设置在壳体内对称安装的第五传输光纤和第六传输光纤，<...
【技术特征摘要】
1.一种基于光力效应的倾角传感器，其特征在于，包括：传感探头，检测通道和光电探测器，其中，
2.根据权利要求1所述的倾角传感器，其特征在于，所述传感探头包括设置在壳体内对称安装的第一传输光纤和第二传输光纤、以及第三传输光纤和第四传输光纤；
3.根据权利要求2所述的倾角传感器，其特征在于，所述壳体为真空正方体结构，所述壳体中两两相对设置的4个表面的中心位置分别设置与所述第一传输光纤到第四传输光纤相连接的光纤引导孔，并且，各传输光纤与对应的表面垂直设置。
4.根据权利要求3所述的倾角传感器，其特征在于，所述检测通道包括：分别与所述传感探头的第一传输光纤到第四传输光纤连接的4个源传输光纤、分别与所述传感探头的第一传输光纤到第四传输光纤对应的4个检测子通道、以及与所述检测子通道一一对应的4个参考传输光纤，其中，
5.根据权利要求4所述的倾角传感器，其特征在于，每个检测子通道包括环形器、中间传输光纤和耦合器，其中
6.根据权利要求1所述的倾角传感器，其特征在于，所述传感探头还包括设置在壳体内对称安装的第五传输光纤和第六传输光纤，
7.一种倾角传感系统，其特征在于，包括光源，处理器，以及如权利要求1-6中任一项所述的倾角传感器，其中，
8.根据权利要求7所述的倾角传感系统，其特征在于，所述处理器包括位移倾角对照表，所述位移倾角对照表包括位移信息、与所述位移信息对应的倾角和倾斜方向；
9.根据权利要求7所述的倾角传感系统，其特征在于，所述标...
【专利技术属性】
技术研发人员：林剑涛，刘耀，
申请(专利权)人：福州京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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