專利名稱：基于模場直徑差異的大動態(tài)范圍光纖傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于光信號強(qiáng)度變化的、通過采用兩根或兩根以上模場直徑有差異的光纖來實現(xiàn)大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，具體涉及一種基于模場直徑差異的大動態(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)傳感器具有諸多優(yōu)點而成為當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點之一，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。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，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，又能大幅度降低使用、維護(hù)和系統(tǒng)的成本。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于模場直徑差異的大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，利用兩根光纖的模場直徑的不同，在相同波長下的光信號在兩根相同彎曲或微彎下、兩根光纖中傳輸時的損耗大小不同，從而可以擴(kuò)展彎曲或微彎光纖傳感裝置的動態(tài)范圍，即保持了彎曲或微彎光纖傳感裝置高精度的特點，又不影響其低成本的優(yōu)點，為該類光纖傳感裝置的推廣使用提供了良好的基礎(chǔ)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于模場直徑差異的大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，其特征在于:包括上鋸齒板、下鋸齒板、A側(cè)變形齒、B側(cè)變形齒、第一信號光纖、第二信號光纖、第一 1X2耦合器、測試單元和處理單元，所述上鋸齒板和下鋸齒板相對設(shè)置，所述A側(cè)變形齒和B側(cè)變形齒的數(shù)量均為多個，多個所述A側(cè)變形齒均勻布設(shè)于上鋸齒板的下表面上，多個所述B側(cè)變形齒均勻布設(shè)于下鋸齒板的上表面上，所述A側(cè)變形齒和B側(cè)變形齒對應(yīng)布設(shè),所述第一信號光纖和第二信號光纖并排夾持于A側(cè)變形齒與B側(cè)變形齒之間，所述第一信號光纖和第二信號光纖的模場直徑的差異不小于5% ;所述測試單元為光時域反射計或光源-光功率計，所述測試單元通過第一 1X2耦合器與第一信號光纖和第二信號光纖的一端均相連接，所述測試單元還與處理單元相連接。上述的基于模場直徑差異的大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，其特征在于:所述第一信號光纖和第二信號光纖的另一端通過第二 1X2耦合器均與測試單元相連接，所述第二 1X2耦合器還與處理單元相連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:1、本實用新型大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，通過安置兩個模場直徑差異在5%以上的第一信號光纖和第二信號光纖，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。2、本實用新型不僅適用于彎曲或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。3、本實用新型大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，結(jié)構(gòu)簡單、精度高、使用壽命長，利于推廣使用。綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、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)雜的實際應(yīng)用環(huán)境，具有更好的精度和更長的使用壽命。下面通過附圖和實施例，對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實用新型第一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。圖3為本實用新型第二種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明:3-1—第一 1X2耦合器；3-2—第二 1X2耦合器；4-1—A側(cè)變形齒；4-2一B側(cè)變形齒；5—測試單兀；6-1—第一信號光纖；6-2一第二信號光纖； 7—處理單兀；9-1一上鋸齒板；
9~2—下銀齒板。
具體實施方式
實施例1如圖1和圖2所示，一種基于模場直徑差異的大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，包括上鋸齒板9-1、下鋸齒板9-2、A側(cè)變形齒4-1、Β側(cè)變形齒4_2、第一信號光纖6_1、第二信號光纖6-2、第一 1X2耦合器3-1、測試單元5和處理單元7，所述上鋸齒板9_1和下鋸齒板9_2相對設(shè)置，所述A側(cè)變形齒4-1和B側(cè)變形齒4-2的數(shù)量均為多個，多個所述A側(cè)變形齒4-1均勻布設(shè)于上鋸齒板9-1的下表面上，多個所述B側(cè)變形齒4-2均勻布設(shè)于下鋸齒板9-2的上表面上，所述A側(cè)變形齒4-1和B側(cè)變形齒4-2對應(yīng)布設(shè),所述第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2并排夾持于A側(cè)變形齒4-1與B側(cè)變形齒4-2之間，所述第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2的模場直徑的差異不小于5% ;所述測試單兀5為光時域反射計或光源-光功率計，所述測試單兀5通過第一 1X2稱合器3-1與第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2的一端均相連接，所述測試單元5還與處理單元7相連接。本實施例中，第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2均夾持于上鋸齒板9-1與下鋸齒板9-2之間并同步變化，由于第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2的模場直徑的差異，導(dǎo)致相同波長的光信號在相同的彎曲或微彎狀態(tài)中其具有較大的衰減差異，當(dāng)模場直徑大的信號光纖在某一彎曲狀態(tài)下衰減大到不允許光信號通過時，模場直徑小的信號光纖仍可允許相同的光信號通過；反之，當(dāng)模場直徑大的信號光纖在某一彎曲狀態(tài)下對光信號出現(xiàn)有衰減情況時，模場直徑小的信號光纖對相同的彎曲狀態(tài)下對光信號沒有光的衰減，這樣在第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2并排夾持于上鋸齒板9-1與下鋸齒板9-2之間構(gòu)成的彎曲傳感單元被同時監(jiān)測時，就可以擴(kuò)大該光纖傳感裝置的監(jiān)測的動態(tài)范圍；當(dāng)然可以通過增加更多的模場直徑有差異的信號光纖來進(jìn)一步增加該裝置的動態(tài)范圍。實施例2如圖3所不,本實施例與實施例1不同的是:所述第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2的另一端通過第二 1X2耦合器3-2均與測試單元5相連接，所述第二 1X2耦合器3_2還與處理單元7相連接。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于模場直徑差異的大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，其特征在于:包括上鋸齒板(9-1)、下鋸齒板(9-2)、A側(cè)變形齒(4-1)、B側(cè)變形齒(4-2)、第一信號光纖(6-1)、第二信號光纖(6-2)、第一 1X2耦合器(3-1)、測試單元(5)和處理單元(7)，所述上鋸齒板(9-1)和下鋸齒板(9-2)相對設(shè)置，所述A側(cè)變形齒(4-1)和B側(cè)變形齒(4-2)的數(shù)量均為多個，多個所述A側(cè)變形齒(4-1)均勻布設(shè)于上鋸齒板(9-1)的下表面上，多個所述B側(cè)變形齒(4-2)均勻布設(shè)于下鋸齒板(9-2 )的上表面上，所述A側(cè)變形齒(4-1)和B側(cè)變形齒(4-2 )對應(yīng)布設(shè)，所述第一信號光纖(6-1)和第二信號光纖(6-2)并排夾持于A側(cè)變形齒(4-1)與B側(cè)變形齒(4-2)之間,所述第一信號光纖(6-1)和第二信號光纖(6-2)的模場直徑的差異不小于5% ;所述測試單元(5)為光時域反射計或光源-光功率計，所述測試單元(5)通過第一 1X2耦合器(3-1)與第一信號光纖(6-1)和第二信號光纖(6-2)的一端均相連接，所述測試單元(5)還與處理單元(7)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模場直徑差異的大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，其特征在于:所述第一信號光纖(6-1)和第二信號光纖(6-2)的另一端通過第二 1X2稱合器(3-2)均與測試單元(5)相連接，所述第二 1X2耦合器(3-2)還與處理單元(7)相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于模場直徑差異的大動態(tài)范圍光纖傳感裝置，包括上鋸齒板、下鋸齒板、A側(cè)變形齒、B側(cè)變形齒、第一信號光纖、第二信號光纖、第一1X2耦合器、測試單元和處理單元，上鋸齒板和下鋸齒板相對設(shè)置，A側(cè)變形齒和B側(cè)變形齒的數(shù)量均為多個，多個A側(cè)變形齒均勻布設(shè)于上鋸齒板的下表面上，多個B側(cè)變形齒均勻布設(shè)于下鋸齒板的上表面上，第一信號光纖和第二信號光纖并排夾持于A側(cè)變形齒與B側(cè)變形齒之間，第一信號光纖和第二信號光纖的模場直徑的差異不小于5%；測試單元通過第一1X2耦合器與第一信號光纖和第二信號光纖的一端均連接，測試單元還與處理單元連接。本實用新型靈敏度高，具有更大的潛力適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
文檔編號G01D5/26GK203011401SQ201220602299
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者杜兵 申請人:西安金和光學(xué)科技有限公司