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；延時光纖用來增加反射光反射回波長解調(diào)模塊所需要的時間；耦合器用來實現(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)，利用時分復(fù)用技術(shù)實現(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)，通過時分復(fù)用技術(shù)來實現(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時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。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型實現(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;延時光纖用來增加反射光反射回波長解調(diào)模塊所需要的時間；耦合器用來實現(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)，利用時分復(fù)用技術(shù)實現(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、第一延時光纖、第二耦合器、第二傳導(dǎo)光纖、第二延時光纖、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]所述第一延時光纖和第二延時光纖，用于延長后級測量點(diǎn)反射波長反射回來的時間。
[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，該實用新型具有顯著優(yōu)點(diǎn):
[0014]該實用新型加入了一個樹叉型光纖結(jié)構(gòu)，在整個測量過程中可使用同一中心波長的光纖光柵傳感器，利用延時光纖來使得不同測量點(diǎn)反射回來的波長具有可控的時間差，通過時間順序則可判斷出所測物理量的具體位置，實現(xiàn)了光纖光柵傳感器中心波長的復(fù)用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的基于光纖光柵的傳感器復(fù)用裝置的一個【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面通過具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護(hù)范圍。
[0017]本實用新型實現(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;延時光纖用來增加反射光反射回波長解調(diào)模塊所需要的時間；耦合器用來實現(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)，利用時分復(fù)用技術(shù)實現(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為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，整個系統(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、第一延時光纖5、第二耦合器4、第二傳導(dǎo)光纖10、第二延時光纖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]第一延時光纖和第二延時光纖，用于延長后級測量點(diǎn)反射波長反射回來的時間。
[0023]所示圖1中Al、A2和A3的中心波長相同。
[0024]本實用新型的工作流程為:
[0025]實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耦合器將一部分光能量分給第一個樹叉光纖，剩余光能量會沿著傳導(dǎo)光纖繼續(xù)向前傳播，經(jīng)過一段延時光纖，由第二個耦合器將一部分光能量分給第二個樹叉光纖，剩余光能量會沿著傳導(dǎo)光纖繼續(xù)向前傳播，經(jīng)過一段延時光纖后，傳輸?shù)阶詈笠粋€樹叉光纖終止，每個樹叉光纖上都有光纖光柵傳感器且中心波長相同，每次測量每個光纖光柵所反射的波長均按相同的時間順序返回波長解調(diào)模塊，由此可實現(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]本實用新型中應(yīng)用具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實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施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
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、第一延時光纖、第二耦合器、第二傳導(dǎo)光纖、第二延時光纖、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； 所述第一延時光纖和第二延時光纖，用于延長后級測量點(diǎn)反射波長反射回來的時間。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）