[发明专利]利用环腔累积时延法的物理量测试装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种环腔累积时延检测系统，是借助光在环腔内循环时延的不同进行探测的传感器，探测物理量变化的方法，这个物理量可以是应变等等，该方法属于传感技术领域。

背景技术

我们知道，光纤是传导光信号的通道，由于其结构特点，光纤对所处的环境十分敏感，如应力的变化，使光纤伸长，结果导致它发生容易探测到的变化，如光信号的相位变化。当光纤受到温度变化、压力变化、电场或磁场变化时，也会发生上述的变化，因此，许多已知的传感器，用光纤探测物理量的变化。

由于现有的任何一种光探测器都只能响应光的强度，而不能响应光的频率、波长、相位等光学参量，所以要通过一定的方式转化为强度信号，干涉法就是主要的方法，但依该方法构造的干涉仪结构复杂、对环境要求高，成本也高，一般多用在实验室，实际应用中受到许多限制。

发明内容

本发明的目的是制定一种环腔累积时延方法的测试装置传感器，以避免上述缺陷。

为此本发明提出了一种利用环腔累积时延法的物理量测试装置，用于测量样品中的物理量，该装置包括：光源；由反射器件、折射器件以及透射器件之一或混合构成的光环路；至少一个传感器，其具有预定形状并与该光环路同轴，该至少一个该传感器与被测物理量的样品耦合；耦合装置，用于i)将该光源发出的一部分辐射引入到该光环路中，并且ii)接收在该光环路中谐振的该辐射的一部分；检测器，用于检测由该耦合装置接收的每一个该辐射并产生响应于此的信号；与该检测器耦合的处理器，用于根据在该光环路中，该辐射的循环数量和执行该循环数量所耗费的总的时间、来确定该样品中的物理量。

根据本发明的另一面，在该装置中，是由光纤环构成的光环路。

根据本发明的又一面，该装置还包括：在光环路上设置有光放大器。

根据本发明的再一面，该装置还包括：在光环路上设置有光衰减器，该光衰减器可以是可变衰减器。

根据本发明的再一面，该装置还包括在光环路中有色散补偿模块。

根据本发明的另一面，在光环路中至少有一部分是色散补偿光纤形成。

根据本发明的另一面，该装置还包括该耦合器与该检测器之间的光路中的滤波器，以将该辐射的接收部分从该光环路有选择地传递到检测器。

根据本发明的又一面，该滤波器根据辐射的波长将该辐射传递到该检测器。

根据本发明的另一面，该装置还包括，在光环路中有隔离器，防止光的逆向传播。

根据本发明的另一面，与该检测器耦合的处理器，根据在该光环路中，该辐射的循环数量和执行该循环数量所耗费的总的时间，计算出第一单个循环所耗费的时间，来确定该样品中的物理量。

根据本发明的再一面，当物理量改变时，与该检测器耦合的处理器，依据在该光环路中，新辐射的循环数量和执行该循环数量所耗费的总的时间，计算出新的单个循环所耗费的时间，与第一单个循环所耗费的时间比较，来确定该样品中的物理量的变化。

应该理解，前面的概述和下面的详述都是示范性的，而不是对本发明的限制。

附图说明：

图1是表示有关本发明的第一实施方式，由光器件构成光环路物理量测试装置的结构框图；

图2是表示有关本发明的第二实施方式，由光纤构成光环路的物理量测试装置的结构框图。

图中：

10一光源，20一滤波器，21一隔离器，22、29一透镜，

23、28一高反射镜，24一可调光衰减器，27一光放大器，

25一光环腔，26一细管，30一检测器，31一处理器，

32一控制线，35一光纤，40一信号线，

50一耦合器，55一光纤环，60一传感器。

具体实施方式

第一实施方式

图1是表示第一实施方式的由光器件构成光环路物理量测试装置的结构框图。