專利名稱：一種具有大動態(tài)范圍的光纖傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光信號強(qiáng)度變化的、大動態(tài)范圍光纖傳感裝置。
背景技術(shù)：
光纖傳感裝器由于相對傳統(tǒng)傳感其具有諸多優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一，其中基于光信號強(qiáng)度變化的彎曲、微彎原理的傳感裝置相對于其他光纖傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、光路封閉、成本低、易于構(gòu)建分布式傳感裝置等優(yōu)點(diǎn)。微彎光纖傳感器雖已具有較大的測試動態(tài)范圍，但在對滑坡、泥石流、地震、以及大型人工建筑物等大變形、長期的監(jiān)測時(shí)，仍會遇到測試動態(tài)范圍不足的問題，若能解決該問題，則一方面可以延長已敷設(shè)的微彎光纖傳感裝置使用壽命，又能大幅度降低成本。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種具有大動態(tài)范圍的光纖傳感裝置，利用不同波長的光信號在微彎光纖中傳輸時(shí)的損耗大小不同，從而可以擴(kuò)展微彎光纖傳感裝置的動態(tài)范圍，即保持了微彎光纖傳感裝置高精度的特點(diǎn)，又不影響其低成本的優(yōu)點(diǎn)，為該類光纖傳感裝置的推廣使用提供了良好的基礎(chǔ)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種具有大動態(tài)范圍的光纖傳感裝置，包括上齒板、下齒板和夾持在兩個齒板間的信號光纖，和信號光纖連接的光源模塊和光探測器，所述的光源模塊至少包括兩個光源， 且所述的每個光源所發(fā)出的、入射到信號光纖內(nèi)的光信號的波長是不同的。所述的光源模塊內(nèi)安置有光分路器，所述光分路器的輸入端和光源連接，輸出端和信號光纖連接。所述的光源模塊內(nèi)安置有光開關(guān)，所述的光開關(guān)的輸入端與各個光源連接，光開關(guān)的公共輸出端與信號光纖連接。所述的信號光纖的一端安置有光反射裝置。所述的光探測器和信號光纖間設(shè)置有光濾波器，所述的光濾波器的光波濾波范圍至少覆蓋了光源模塊中一個光源所發(fā)出的光信號的波長。所述的光源模塊內(nèi)安置的是氣體激光光源、固體激光光源、染料激光光源、半導(dǎo)體激光光源或它們的組合。不僅是微彎類型的光纖傳感裝置，只要是基于光信號強(qiáng)度的、與光信號波長相關(guān)的光纖傳感裝置，均可采用上述裝置來達(dá)到增加測試動態(tài)范圍的目的。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、具有大動態(tài)范圍的光纖傳感裝置，通過安置兩個或兩個以上的、發(fā)出光信號波長不同的光纖，就可以大幅度的增加光纖傳感裝置的測試動態(tài)范圍，提高了精度、延長了光纖傳感裝置的使用壽命；
3[0014]2、具有大動態(tài)范圍的光纖傳感裝置，結(jié)構(gòu)簡單、精度高、使用壽命長，更利于推廣使用；綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、靈敏度高、使用效果好，具有大動態(tài)范圍的光纖傳感裝置，可以具有更大的潛力適應(yīng)復(fù)雜的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，使本發(fā)明的裝置具有更好的精度、更長的使用壽命。下面通過附圖和實(shí)施例，對實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為本實(shí)用新型第一具體實(shí)施方式
的示意圖。圖2為本實(shí)用新型第二具體實(shí)施方式
的示意圖。圖3為本實(shí)用新型第三具體實(shí)施方式
的示意圖。圖4為本實(shí)用新型第四具體實(shí)施方式
的示意圖。附圖標(biāo)記說明1-延長光纖；2-光探測模塊；3-光源模塊；4-下齒板；5-上齒板；6-信號光纖；7-第一光源；8-第二光源；9-第一光分路器；10-光濾波器；11-光反射器；12-控制處理單元；15-第二光分路器；20-光開關(guān)；
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)用新型包括上齒板5、下齒板4和夾持在兩個齒板間的信號光纖 6，和信號光纖6連接的光源模塊3和光探測器2，特別是所述的光源模塊3至少包括兩個光源，且所述的每個光源所發(fā)出的、入射到信號光纖內(nèi)6的光信號的波長是不同的，其中第一光源7輸出的光信號波長大于第二光源8所發(fā)出的光信號的波長，第一光源7和第二光源8通過第一光分路器9、延長光纖1與信號光纖6連接，控制處理單元12與光源模塊3和光探測器2電連接。不同波長的光信號在同一個有彎曲的信號光纖6中傳輸時(shí)，光信號的波長越長， 其彎曲損耗越大，利用這一特點(diǎn)，在微彎光纖傳感裝置中，可先將第一光源7輸出的光信號耦合進(jìn)入信號光纖6中，隨著待測物理量的變化，光信號的損耗也在變化，當(dāng)?shù)谝还庠?輸出的、耦合進(jìn)入信號光纖6中的光信號由于彎曲損耗增大到一定程度而無法由光探測器2 監(jiān)測時(shí)，將第二光源8輸出的光信號耦合進(jìn)入信號光纖6中繼續(xù)由光探測器2監(jiān)測，這樣就擴(kuò)大了該微彎光纖傳感裝置的動態(tài)范圍，延長了該光纖傳感裝置的使用壽命。如第一光源采用波長1550nm的半導(dǎo)體激光光源，第二光源采用的是1310nm的半導(dǎo)體激光光源，光探測器模塊采用的是可檢測750-1700nm波長光信號的光電耦合器，就可以實(shí)現(xiàn)上述的擴(kuò)大微彎光纖傳感裝置監(jiān)測動態(tài)范圍的目的。實(shí)施例2如圖2所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是光源模塊3與光探測器2通過第二光分路器15、延長光纖1與信號光纖6連接，在信號光纖6的另一端安置有光反射器11。則光源模塊3中發(fā)出的光信號經(jīng)過第二光分路器15進(jìn)入信號光纖6的光信號在光反射器 11又返回，并通過第二光分路器15進(jìn)入光探測器2中，由于光信號2次經(jīng)過信號光纖6，所以進(jìn)一步增加了該微彎傳感器的精度和靈敏度。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3如圖3所示，本實(shí)施例中，包括上齒板5、下齒板4和夾持在兩個齒板間的信號光纖 6，所述的信號光纖6與光源模塊3和光探測器2連接，特別是所述的光源模塊3至少包括兩個光源，且所述的每個光源所發(fā)出的、入射到信號光纖內(nèi)6的光信號的波長是不同的，其中第一光源7輸出的光信號波長大于第二光源8所發(fā)出的光信號的波長，第一光源7和第二光源8通過第一光分路器9、延長光纖1與信號光纖6連接，控制處理單元12與光濾波器 10和光探測器2電連接。在光探測模塊2前安置有光濾波器10，光濾波器10將光源模塊3中的第二光源8 所發(fā)出的光信號濾除，而允許第一光源7所發(fā)出的光信號通過。將第一光源7輸出的光信號耦合進(jìn)入信號光纖6中，隨著待測物理量的變化，光信號的損耗也在變化，當(dāng)?shù)谝还庠?輸出的、耦合進(jìn)入信號光纖6中的光信號由于彎曲損耗增大到一定程度而無法由光探測器2監(jiān)測時(shí)，控制處理單元12控制光濾波器10允許第二光源8輸出的光信號通過，并進(jìn)入光探測器2中，這樣就擴(kuò)大了該微彎光纖傳感裝置的動態(tài)范圍，延長了該光纖傳感裝置的使用壽命。如第一光源采用波長1550nm的半導(dǎo)體激光光源， 第二光源采用的是1310nm的半導(dǎo)體激光光源，光探測器模塊采用的是可檢測750-1700nm 波長光信號的光電耦合器，就可以實(shí)現(xiàn)上述的擴(kuò)大微彎光纖傳感裝置監(jiān)測動態(tài)范圍的目的。實(shí)施例4如圖6所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是光源模塊3內(nèi)安置有光開關(guān)20，所述光開關(guān)20的輸入端分別與光源7和光源8連接，光開關(guān)20公共輸出端與信號光纖6連接。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。強(qiáng)度型光纖傳感裝置其檢測過程中均與微彎光纖傳感裝置類似，其光信號強(qiáng)度的變化也均與光信號波長的長短有關(guān)，也可以采用本發(fā)明的方法來擴(kuò)大其光纖傳感裝置的動態(tài)范圍。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有大動態(tài)范圍的光纖傳感裝置，包括上齒板、下齒板和夾持在兩個齒板間的信號光纖，和信號光纖連接的光源模塊和光探測器，其特征在于所述的光源模塊至少包括兩個光源，且所述的每個光源所發(fā)出的、入射到信號光纖內(nèi)的光信號的波長是不同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感裝置，其特征在于所述的光源模塊內(nèi)安置有光分路器，所述光分路器的輸入端和光源連接，輸出端和信號光纖連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感裝置，其特征在于所述的光源模塊內(nèi)安置有光開關(guān)，所述的光開關(guān)的輸入端與各個光源連接，光開關(guān)的公共輸出端與信號光纖連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感裝置，其特征在于所述的信號光纖的一端安置有光反射裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感裝置，其特征在于所述的光探測器和信號光纖間設(shè)置有光濾波器，所述的光濾波器的光波濾波范圍至少覆蓋了光源模塊中一個光源所發(fā)出的光信號的波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感裝置，其特征在于所述的光源模塊內(nèi)安置的是氣體激光光源、固體激光光源、染料激光光源、半導(dǎo)體激光光源或它們的組合。
專利摘要一種具有大動態(tài)范圍的光纖傳感裝置，該裝置包括上齒板、下齒板和夾持在兩個齒板間的信號光纖，和信號光纖連接的光源模塊和光探測器，光源模塊至少包括兩個光源，且每個光源所發(fā)出的、入射到信號光纖內(nèi)的光信號的波長是不同的；利用不同波長的光信號在微彎光纖中傳輸時(shí)的損耗大小不同，從而可以擴(kuò)展微彎光纖傳感裝置的動態(tài)范圍。
文檔編號G01D5/353GK202304853SQ20112041381
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者杜兵 申請人:西安金和光學(xué)科技有限公司