一種基于光纖光柵的傳感器復(fù)用裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種基于光纖光柵的傳感器復(fù)用裝置，該復(fù)用裝置基于樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，由波長解調(diào)模塊、傳導(dǎo)光纖、延時(shí)光纖、樹叉光纖、耦合器和相同波長的光纖光柵組成，其中波長解調(diào)模塊是用來對反射回來的中心波長進(jìn)行解調(diào)，測量出波長的偏移量；傳導(dǎo)光纖用來傳遞測量信號；延時(shí)光纖用來增加反射光反射回波長解調(diào)模塊所需要的時(shí)間；耦合器用來實(shí)現(xiàn)光路的分離，與傳導(dǎo)光纖、樹叉光纖共同構(gòu)成樹叉型光纖結(jié)構(gòu)；使用的光纖光柵波長值相同，基于樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了光纖光柵傳感器的波長多次復(fù)用，提高寬譜光源的使用效率。
【專利說明】
一種基于光纖光柵的傳感器復(fù)用裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光纖光柵測量領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖光柵的傳感器復(fù)用裝置，是一種利用樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，通過時(shí)分復(fù)用技術(shù)來實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感器的波長多次復(fù)用，提高寬譜光源的使用效率。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖光柵傳感技術(shù)是目前國內(nèi)研究的熱點(diǎn)之一。光纖光柵的測量原理就是在拉伸或壓縮光纖光柵，或者改變溫度等其他物理量，可以達(dá)到改變光纖光柵的周期L和有效折射率nrff，從而達(dá)到改變光纖光柵的反射波長λΒ的目的。而且光纖光柵的中心波長的變化量和應(yīng)變、溫度的變化量成線性關(guān)系。根據(jù)這樣的特性，可將光纖光柵制作成應(yīng)變、溫度、壓力、加速度、位移等多種傳感器。光纖光柵信號處理器用于實(shí)時(shí)采集各光纖光柵傳感器的波長值，通過光柵傳感器波長變化量的大小推算出相應(yīng)物理量(溫度、應(yīng)力等)的改變大小。這樣就實(shí)現(xiàn)了物理量傳感檢測的目的。
[0003]光纖光柵傳感器具有抗電磁干擾、高精度、高靈敏度、防水、抗腐蝕、耐久性長等特點(diǎn)，傳感器體積小、重量輕，便于鋪設(shè)安裝。雖然測量參數(shù)和定位精度都比較準(zhǔn)確，但是由于寬譜光源的譜寬有限，用于測量的光柵必須波長不同，限制了光纖光柵的測量設(shè)備的測量距離。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)的上述問題亟待解決。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了傳感器復(fù)用裝置，該復(fù)用裝置基于樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，由波長解調(diào)模塊、耦合器、傳導(dǎo)光纖、延時(shí)光纖、樹叉光纖、和光纖光柵傳感器組成;其中波長解調(diào)模塊是用來對反射回來的中心波長進(jìn)行解調(diào)，測量出波長的偏移量;傳導(dǎo)光纖用來傳遞測量信號;延時(shí)光纖用來增加反射光反射回波長解調(diào)模塊所需要的時(shí)間；耦合器用來實(shí)現(xiàn)光路的分離，與傳導(dǎo)光纖、樹叉光纖共同構(gòu)成樹叉型光纖結(jié)構(gòu);使用的光纖光柵波長值相同，基于樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了光纖光柵傳感器的波長多次復(fù)用，提高寬譜光源的使用效率。
[0006]本實(shí)用新型請求保護(hù)一種基于光纖光柵的傳感器復(fù)用裝置，該裝置包括依次相連的波長解調(diào)模塊、第一耦合器、第一傳導(dǎo)光纖、第一延時(shí)光纖、第二耦合器、第二傳導(dǎo)光纖、第二延時(shí)光纖、第一樹叉光纖、第一光纖光柵傳感器；
[0007]第一耦合器還與第二樹叉光纖、第二光纖光柵傳感器依次相連，和第一傳導(dǎo)光纖共同組成一個(gè)樹叉型光纖結(jié)構(gòu)；第二耦合器還與第三樹叉光纖、第三光纖光柵傳感器依次相連，和第二傳導(dǎo)光纖共同組成一個(gè)樹叉型光纖結(jié)構(gòu)；
[0008]所述波長解調(diào)模塊，用于發(fā)射寬帶光源，同時(shí)接收由傳感光纜中反射回來的不同的偏移波長；
[0009]所述第一傳導(dǎo)光纖和第二傳導(dǎo)光纖，用于向前傳遞光能量，同時(shí)傳輸反射波長回到波長解調(diào)模塊；
[0010]所述第一親合器和第二親合器，用于光路分光；
[0011]所述第一延時(shí)光纖和第二延時(shí)光纖，用于延長后級測量點(diǎn)反射波長反射回來的時(shí)間。
[0012]進(jìn)一步的，所述波長解調(diào)模塊包括寬帶光源和信息處理模塊。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品相比，該實(shí)用新型具有顯著優(yōu)點(diǎn):
[0014]該實(shí)用新型加入了一個(gè)樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，在整個(gè)測量過程中可使用同一中心波長的光纖光柵傳感器，利用延時(shí)光纖來使得不同測量點(diǎn)反射回來的波長具有可控的時(shí)間差，通過時(shí)間順序則可判斷出所測物理量的具體位置，實(shí)現(xiàn)了光纖光柵傳感器中心波長的復(fù)用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的基于光纖光柵的傳感器復(fù)用裝置的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0017]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了傳感器復(fù)用裝置，該復(fù)用裝置基于樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，由波長解調(diào)模塊、耦合器、傳導(dǎo)光纖、延時(shí)光纖、樹叉光纖、和光纖光柵傳感器組成;其中波長解調(diào)模塊是用來對反射回來的中心波長進(jìn)行解調(diào)，測量出波長的偏移量;傳導(dǎo)光纖用來傳遞測量信號;延時(shí)光纖用來增加反射光反射回波長解調(diào)模塊所需要的時(shí)間；耦合器用來實(shí)現(xiàn)光路的分離，與傳導(dǎo)光纖、樹叉光纖共同構(gòu)成樹叉型光纖結(jié)構(gòu);使用的光纖光柵波長值相同，基于樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了光纖光柵傳感器的波長多次復(fù)用，提高寬譜光源的使用效率。
[0018]結(jié)合圖1所示，圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，整個(gè)系統(tǒng)包括依次相連的波長解調(diào)模塊1、第一耦合器3、第一傳導(dǎo)光纖2、第一延時(shí)光纖5、第二耦合器4、第二傳導(dǎo)光纖10、第二延時(shí)光纖6、第一樹叉光纖9、第一光纖光柵傳感器A3;第一耦合器3還與第二樹叉光纖7、第二光纖光柵傳感器Al依次相連，和第一傳導(dǎo)光纖2共同組成一個(gè)樹叉型光纖結(jié)構(gòu);第二耦合器4還與第三樹叉光纖8、第三光纖光柵傳感器A2依次相連，和第二傳導(dǎo)光纖10共同組成一個(gè)樹叉型光纖結(jié)構(gòu)。
[0019]其中，波長解調(diào)模塊，用于發(fā)射寬帶光源，同時(shí)接收由傳感光纜中反射回來的不同的偏移波長。波長解調(diào)模塊通過中心波長的偏移量來解調(diào)相應(yīng)的測量物理量，通過測量時(shí)間差來區(qū)分不同測量位置上的同一中心波長偏移量。波長解調(diào)模塊包括寬帶光源和信息處理模塊。
[0020]第一傳導(dǎo)光纖和第二傳導(dǎo)光纖，用于向前傳遞光能量，同時(shí)傳輸反射波長回到波長解調(diào)模塊。
[0021]第一親合器和第二親合器，用于光路分光。
[0022]第一延時(shí)光纖和第二延時(shí)光纖，用于延長后級測量點(diǎn)反射波長反射回來的時(shí)間。
[0023]所示圖1中Al、A2和A3的中心波長相同。
[0024]本實(shí)用新型的工作流程為:
[0025]實(shí)用新型中的波長解調(diào)模塊包括寬帶光源和信息處理模塊，寬帶光源發(fā)射出寬譜光后會由第一個(gè)耦合器將一部分光能量分給第一個(gè)樹叉光纖，剩余光能量會沿著傳導(dǎo)光纖繼續(xù)向前傳播，經(jīng)過一段延時(shí)光纖，由第二個(gè)耦合器將一部分光能量分給第二個(gè)樹叉光纖，剩余光能量會沿著傳導(dǎo)光纖繼續(xù)向前傳播，經(jīng)過一段延時(shí)光纖后，傳輸?shù)阶詈笠粋€(gè)樹叉光纖終止，每個(gè)樹叉光纖上都有光纖光柵傳感器且中心波長相同，每次測量每個(gè)光纖光柵所反射的波長均按相同的時(shí)間順序返回波長解調(diào)模塊，由此可實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感器的波長多次復(fù)用，提高寬譜光源的使用效率。
[0026]本實(shí)用新型中應(yīng)用具體實(shí)施例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光纖光柵的傳感器復(fù)用裝置，該裝置包括依次相連的波長解調(diào)模塊、第一耦合器、第一傳導(dǎo)光纖、第一延時(shí)光纖、第二耦合器、第二傳導(dǎo)光纖、第二延時(shí)光纖、第一樹叉光纖、第一光纖光柵傳感器； 其特征在于，第一耦合器還與第二樹叉光纖、第二光纖光柵傳感器依次相連，和第一傳導(dǎo)光纖共同組成一個(gè)樹叉型光纖結(jié)構(gòu)；第二耦合器還與第三樹叉光纖、第三光纖光柵傳感器依次相連，和第二傳導(dǎo)光纖共同組成一個(gè)樹叉型光纖結(jié)構(gòu)； 所述波長解調(diào)模塊，用于發(fā)射寬帶光源，同時(shí)接收由傳感光纜中反射回來的不同的偏移波長； 所述第一傳導(dǎo)光纖和第二傳導(dǎo)光纖，用于向前傳遞光能量，同時(shí)傳輸反射波長回到波長解調(diào)模塊； 所述第一親合器和第二親合器，用于光路分光； 所述第一延時(shí)光纖和第二延時(shí)光纖，用于延長后級測量點(diǎn)反射波長反射回來的時(shí)間。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述波長解調(diào)模塊包括寬帶光源和信息處理模塊。
【文檔編號】G01D5/26GK205664847SQ201620535204
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】白磊, 賈磊, 劉曉, 周曉旭, 張佳鵬, 邵利軍, 緱龍, 楊瑩, 曹桂芳, 郭曉澎, 劉志英
【申請人】山西省交通科學(xué)研究院, 山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心（有限公司）