【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测量，具体地，涉及检测光纤加速度计增敏结构性能的方法及装置。
技术介绍
1、在研制高性能的光纤矢量水听器时，首要工作是研制一个高性能的光纤加速度计，光纤加速度计的性能，具体指加速度灵敏度和谐振频率，该结果主要取决于增敏结构的性能。快速准确地测量光纤加速度计的增敏结构性能是研制高性能光纤矢量水听器的重要工作之一。
2、目前采用的测试方法都是参考压电加速度计测试标准，采用对比法，在振动台上安装压电标准加速度计和光纤加速度计，上下对称安装，通过振动台发射信号后，测量压电标准加速度计的输出电压和光纤加速度计的输出相位，公式计算可得光纤加速度计的加速度灵敏度和工作频带。
3、缺点是需要制备一个完整的光纤加速度计用于测试，内部的光纤干涉仪臂长和增敏结构都是匹配定制的，且全部绕制在上下两个增敏结构上，更换增敏结构则光纤干涉仪也相应更换，光纤加速度计的结构元件不可重复利用，效率不高。
4、专利文献cn203465291u涉及一种迈克尔逊光纤干涉仪用的敏感元件，包括一个缠绕着光纤的支撑柱体，在支撑柱体上套装至少一个质量块，质量块将光纤分为至少上下两层，质量块在力的作用下上下移动，使光纤形变。
5、该专利文献cn203465291u的原理是通过质量块受力后，质量块直接压缩光纤，使得光纤长度和折射率发生变化，进而影响干涉仪两臂的光程差，最后影响干涉的光强。通过测量光强来计算加速度。即加速度影响光强，该专利文献不适合在水声探测领域的应用。原因在于：
6、(1)通过测量光强的大小来
7、(2)测量光强的大小，容易受环境影响，如温度，水下压力，两臂的偏振光现象等。
8、(3)该专利文献的原理中，光纤干涉仪获得的干涉光强，还十分明显地受到偏振光的影响，光强输出不稳定，如果两臂的偏振光正交，则光强输出始终为0。即该专利文献需要消除两臂的偏振光。
9、(4)对于光强的大小，直接采用光电探测器即可探测光强大小。
10、而在本专利技术中：
11、(1)本专利技术的原理是：通过中间的质量块，受力后，压缩上下的圆柱形增敏结构，圆柱形增敏结构的直径发生扩大和缩小，进而影响绕在增敏结构上的光纤长度发生变化，本专利技术采用的是一个完整的迈克尔逊光纤干涉仪，在优选例或变化例中，上下光纤臂可以分别绕在上下增敏结构上，或者也可以无需绕制质量块上端的增敏结构。即加速度影响相位差，性能稳定，适用于水声探测。
12、(2)本专利技术通过测量相位差的大小来探测质量块受到的加速度，加速度灵敏度高，适用于水声探测。加速度灵敏度高达30db-60db。甚至更高。
13、(3)本专利技术的原理中，采用的光纤干涉仪两臂带有法拉第旋镜，可以消除两臂光的偏振现象，使得两臂的偏振光平行，获得的干涉光强最大，且光强相对稳定。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种快速检测光纤加速度计增敏结构性能的方法及装置。
2、根据本专利技术提供的一种检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，适用于水声探测，包括：标准压电加速度计1、夹具、上增敏结构3、质量块4、迈克尔逊光纤干涉仪5、下增敏结构6；所述夹具包括上盖板2、下盖板7；
3、所述迈克尔光纤干涉仪5的作为短臂的光纤缠绕在下增敏结构6上；下增敏结构6上的光纤首尾两端分别可拆卸连接下增敏结构6；所述上增敏结构3、下增敏结构6对称分别置于质量块4的上表面、下表面；质量块4的重力、上增敏结构3的弹性回复力、下增敏结构6的弹性回复力与光纤预张力相互作用，使作为弹性体的上增敏结构3、下增敏结构6处于平衡状态；
4、声场的振动作用于质量块4上时，上增敏结构3膨胀、下增敏结构6收缩，使光纤的长度发生改变。
5、优选地，z轴为向下的方向；
6、在z轴方向上，迈克尔光纤干涉仪5的短臂在下增敏结构6上绕满一层；迈克尔逊光纤干涉仪5的长臂置于测试装置外；下增敏结构6上的光纤首尾两端通过胶纸紧固于下增敏结构6；当受到方向向上的加速度a作用时，质量块4对z轴的上增敏结构3径向膨胀、下增敏结构6径向收缩，从而引起缠绕的光纤一个臂伸长，另一个臂缩短。
7、优选地，所述上增敏结构3、下增敏结构6与质量块4作为整体结构，放置于上盖板2和下盖板7之间。
8、优选地，夹具从下盖板7到上盖板2的高度，等于上增敏结构3、下增敏结构6与质量块4的高度总和。
9、优选地，标准压电加速度计1紧固连接在上盖板2上；下盖板7螺纹紧固在振动台的平台上。
10、优选地，上增敏结构3不绕制光纤。
11、根据本专利技术提供的一种检测光纤加速度计增敏结构性能的方法，采用所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，包括：
12、步骤s1：将迈克尔逊光纤干涉仪5的短臂绕制在下增敏结构6上，短臂光纤的首端、尾端可拆卸连接于下增敏结构6；上增敏结构3不绕制光纤；
13、步骤s2：将上增敏结构3、下增敏结构6分别对称放置在质量块4的上面、下面，作为整体结构；整体结构中各个结构元件允许更换、允许拆卸；
14、步骤s3：将整体结构置于夹具中，上下夹持，调整夹具的高度为整体结构的高度；
15、步骤s4：将测试装置安装到振动台上；采用电信号检测设备测试，得到标准压电加速度计1的电压；采用光学设备检测，得到光纤加速度计的作为解调结果的弧度，根据弧度、标准压电加速度计1的电压计算得到光纤加速度计的灵敏度。
16、优选地，所述夹具为上下对称结构，夹具的上部固定标准压电加速度计1，夹具的下部是作为下盖板7的盖板结构。
17、优选地，所述上增敏结构3和下增敏结构6是空心圆柱结构；所述质量块4是惯性元件。
18、优选地，在所述步骤s4中：光纤加速度计的灵敏度ma为：
19、ma＝20*log2*rad/v*9.8*ma0
20、其中，ma0表示标准压电加速度计的加速度灵敏度，v表示标准压电加速度计的电压；rad表示光纤加速度计的弧度，作为光纤加速度计的解调结果。
21、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
22、(1)本专利技术无需绕制质量块上端的增敏结构，且可以有多余光纤预留。
23、(2)本专利技术被测结构中，光纤干涉仪可从增敏结构上拆卸出来，增敏结构也可更换，在研制高性能的光纤矢量水听器过程中，质量块和光纤干涉仪可重复利用，降低成本。
24、(3)本专利技术测试选取合适的增敏结构，无需制作一套完整的3维光纤加速度计用于一次性测试，提高效率，大大降低科研成本。
25、(4)本专利技术适用于水声探测。
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1.一种检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，适用于水声探测，包括：标准压电加速度计(1)、夹具、上增敏结构(3)、质量块(4)、迈克尔逊光纤干涉仪(5)、下增敏结构(6)；所述夹具包括上盖板(2)、下盖板(7)；
2.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，Z轴为向下的方向；
3.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，所述上增敏结构(3)、下增敏结构(6)与质量块(4)作为整体结构，放置于上盖板(2)和下盖板(7)之间。
4.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，夹具从下盖板(7)到上盖板(2)的高度，等于上增敏结构(3)、下增敏结构(6)与质量块(4)的高度总和。
5.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，标准压电加速度计(1)紧固连接在上盖板(2)上；下盖板(7)螺纹紧固在振动台的平台上。
6.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，上增
7.一种检测光纤加速度计增敏结构性能的方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，包括：
8.根据权利要求7所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的方法，其特征在于，所述夹具为上下对称结构，夹具的上部固定标准压电加速度计(1)，夹具的下部是作为下盖板(7)的盖板结构。
9.根据权利要求7所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的方法，其特征在于，所述上增敏结构(3)和下增敏结构(6)是空心圆柱结构；所述质量块(4)是惯性元件。
10.根据权利要求7所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，在所述步骤S4中：光纤加速度计的灵敏度Ma为：
...【技术特征摘要】
1.一种检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，适用于水声探测，包括：标准压电加速度计(1)、夹具、上增敏结构(3)、质量块(4)、迈克尔逊光纤干涉仪(5)、下增敏结构(6)；所述夹具包括上盖板(2)、下盖板(7)；
2.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，z轴为向下的方向；
3.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，所述上增敏结构(3)、下增敏结构(6)与质量块(4)作为整体结构，放置于上盖板(2)和下盖板(7)之间。
4.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，夹具从下盖板(7)到上盖板(2)的高度，等于上增敏结构(3)、下增敏结构(6)与质量块(4)的高度总和。
5.根据权利要求1所述的检测光纤加速度计增敏结构性能的测试装置，其特征在于，标准压电加速度计...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡江飞，顾敏学，李端明，
申请(专利权)人：上海船舶电子设备研究所中国船舶集团有限公司第七二六研究所，
类型：发明
国别省市：
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